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第六章 化学反应与能量 测试题

一、单选题（共15题）

1．工业上制取硫酸铜采用途径I而不采用途径Ⅱ，这样做的优点是

①节省能源 ②不产生污染大气的SO₂ ③提高了H₂SO₄的利用率 ④提高了Cu的利用率

A．仅①② B．仅②③④ C．仅①②③ D．全部

2．生命活动与化学反应息息相关，下列反应中能量变化与其他不同的是(　)

①液态水变成水蒸气　②酸碱中和反应 ③浓硫酸稀释　④固体NaOH溶于水 ⑤H₂在Cl₂中燃烧　⑥电离

A．②③④⑤ B．②③④ C．②⑤ D．①③⑤

3．一定温度下，在1L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是

A．反应开始到10s，用X表示的反应速率为0.158mol/(Ls)

B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.395mol/L

C．反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)Z(g)

D．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%

4．已知：在300K时，A(g)+B(g)2C(g)+D(s)的化学平衡常数K=4，在该温度下，向1 L容器中加入1 mol A和1 molB发生反应，下列叙述不能作为该反应达到平衡状态的标志的是（    ）

①C的生成速率与C的消耗速率相等

②单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C

③A、B、C的浓度不再变化

④C的物质的量不再变化

⑤混合气体的总压强不再变化

⑥混合气体的密度不再变化

A．②⑤ B．②④ C．②③ D．④⑥

5．一定条件下存在反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1mol CO和1mol H₂O，在Ⅱ中充入1mol CO₂ 和1mol H₂，在Ⅲ中充入2mol CO 和2mol H₂O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是

A．两容器中正反应速率：I＜II

B．两容器中的平衡常数：I＞II

C．容器Ⅰ 中CO₂的物质的量比容器Ⅱ中CO₂的少

D．容器Ⅰ 中CO 的转化率与容器II中CO₂ 的转化率之和大于1

6．下列关于能量转换的认识中，不正确的是

A．白炽灯工作时，电能转化为化学能

B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能

C．电解水生成氢气和氧气，电能转化为化学能

D．煤燃烧时化学能主要转化为热能

7．下面四种燃料电池中正极的反应产物为水的是

A	B	C	D
固体氧化物燃料电池	碱性燃料电池	质子交换膜燃料电池	熔融盐燃料电池

A．A B．B C．C D．D

8．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y₂O₃)的氧化锆(ZrO₂)，在熔融状态下能传导O^2-。下列对该燃料电池说法正确的是(　　)

A．在熔融电解质中，O^2－由负极移向正极

B．电池的总反应是2C₄H₁₀+13O₂ =8CO₂+10H₂O

C．通入空气的一极是负极，电极反应式为O₂+4e^–=2O^2-

D．通入丁烷的一极是负极，电极反应式为C₄H₁₀+26e^–+13O^2-=4CO₂+5H₂O

9．某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是

A． B． C． D．

10．下列说法正确的是

A．既没有气体参与也没有气体生成的反应，压强改变几乎不会影响化学反应速率

B．化学反应速率常用反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量表示

C．平衡时的转化率是指平衡时反应物的物质的量与其初始物质的量之比

D．化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态，达到这一状态时反应停止

11．在一定温度下，将气体X和气体Y各充入10L恒容密闭容器中，发生反应，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表：下列说法不正确的是

	2	4	7	9

A．反应前2min的平均速率

B．其他条件不变，升高温度，反应达到新平衡前正逆

C．该温度下此反应的平衡常数

D．其他条件不变，再充入，平衡时X的体积分数增大

12．下列气体呈红棕色的是

A．Cl2 B．SO2 C．NO2 D．CO2

13．在比较化学反应速率时，不可以利用的相关性质为

A．气体的体积和体系的压强 B．颜色的深浅

C．固体物质量的多少 D．反应的剧烈程度

14．硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如下，下列说法中正确的是

A．过程①放出能量

B．过程④中，只形成了C—S 键

C．硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应类型为取代反应

D．该催化剂可降低反应活化能，反应前后没有变化，并没有参加反应

15．在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应N₂ + 3H₂2NH₃ 达到平衡状态的标志是

A．N₂、H₂、NH₃在容器中共存

B．混合气体的密度不再发生变化

C．混合气体的总物质的量不再发生变化

D．v_正(N₂)=2v_逆(NH₃)

二、填空题（共8题）

16．Ⅰ.判断：

(1)下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_______(填字母，下同)。

A． B．

C． D．

Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。

(2)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_______。

17．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：

(1)该反应的化学方程式可表示为_______________________________________________。

(2)反应起始至t min(设t＝5)，X的平均反应速率是________________。

(3)在t min时，该反应达到了____________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母，下同)。

A．X、Y、Z的反应速率相等             B．X、Y的反应速率比为2∶3

C．混合气体的密度不变                  D．生成1molZ的同时生成2molX

(4)从开始到t秒末X的转化率__________。

(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有________。

A．其他条件不变，及时分离出产物        B．适当降低温度

C．其他条件不变，增大X的浓度          D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大

(6)在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应A(s)+3B(g) 3C (g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是  __________

①C的生成速率与C的分解速率相等；

②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B；

③B的浓度不再变化；

④混合气体总的物质的量不再发生变化；

⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3；

⑥混合气体的密度不再变化。

18．回答下列问题：

(1)根据氧化还原反应：Cu(s)+2Ag⁺(aq)=Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计原电池，若用铜、银做两个电极，开始两电极质量相等，当电路中转移0.01mol电子时两电极的质量差为____g。

(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。

①假设使用的“燃料”是氢气(H₂)，则a极的电极反应式为____。若电池中氢气(H₂)通入量为224mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为____C。(已知一个电子所带电量为1.6×10⁻¹⁹C，N_A约为6.02×10²³mol⁻¹)。

②假设使用的“燃料”是甲醇(CH₃OH)，则a极的电极反应式为____，如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为____(用N_A表示)。

(3)一种高性能的碱性硼化钒(VB₂)—空气电池如图所示，电池总反应为4VB₂+11O₂+20OH－+6H₂O=8B(OH)+4VO。VB₂电极发生的电极反应为____。

19．A、B、C、是中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)：

请回答下列问题：

（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是_____(填序号)。

a.C       b.N₂        c.S         d.Na        e.Mg

（2）若B是能使品红试液褪色的无色气体，则B转化为C的化学方程式为：_____。

（3）若A、B、C三种化合物的水溶液均呈酸性，写出A和B反应的化学方程式：_____。C溶于水会生成D，D的浓溶液与铜加热时反应产生了1.12L气体（标况下），则被还原的D的物质的量是_____mol，转移的电子数是个_____。

（4）若X是金属单质，向B、C的溶液中分别滴加AgNO₃溶液和稀硝酸均产生白色沉淀，则B的化学式是_____。

20．随着原子序数递增，短周期主族元素(用字母A、B、C等表示)原子半径的相对大小的变化如图所示。根据判断出的元素回答问题。

(1)L在元素周期表中的位置是____。

(2)M、G、H的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是____(用化学式表示)。

(3)E、X、Y三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是____(用化学式表示)。

(4)E与A形成的饱和链烃中，有几种物质每个分子的电子总数均为42，符合该条件的有机物共有____种，其一氯代物有4种的该饱和链烃结构简式为____。

(5)写出Y的单质与XG₂的混合气体通入水中所发生反应的离子方程式为____。

(6)用B、E作电极，四氯化铝锂(LiAlCl₄)溶解在亚硫酰氯(SOCl₂)中组成电解质溶液，此电池的正极材料是____(用化学式表示)，该电池的负极电极反应式为____。

21．某温度下，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白：

(1)从开始至2min，X的平均反应速率为_______。

(2)2min后气体z的体积分数为_______(保留两位有效数字)。

(3)该反应的化学方程式为_______。

(4)1min时，v_正(X)_______v_逆(X)，2min时，v_正(Y)_______v_逆(Z)(填“＞”或“＜”或“=”)。

(5)上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(X)=9mol·L^-1·min^-1，乙中v(Y)=0.5mol·L^-1·s^-1，则_______中反应更快(用甲、乙回答问题)。

(6)在2min时向容器中通入氩气(容器体积不变)，X的化学反应速率将_______(填变大或不变或变小)。

(7)若X、Y、Z均为气体(容器体积不变)，下列能说明反应已达平衡的是_______。

a．X、Y、Z三种气体的浓度相等

b．气体混合物平均相对分子质量不随时间变化

c．反应已经停止

d．反应速率v(X)︰v(Y)=3︰1

e．2v(X)_正 = 3v(Z)_逆

f．混合气体的密度不随时间变化

22．反应aA(g)+bB(g)cC(g)(ΔH＜0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：

问题：

(1)反应的化学方程式中a∶b∶c为____。

(2)A的平均反应速率v_I(A)、v_II(A)、v_III(A)从大到小排列次序为____。

(3)B的平衡转化率α_I(B)、α_II(B)、α_III(B)中最小的是____，其值是____。

(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡向____移动，采取的措施是____。

(5)比较第II阶段反应温度(T₂)和第III阶段反应温度(T₃)的高低；T₂____T₃(填“＜”“＞”“=”)，判断的理由是____。

23．氮氧化物(NO、NO₂)、SO₂是大气污染物。回答下列问题：

(1)污染物对自然环境造成的污染有____________ (写一种即可)。

(2)图1包含气体发生装置和收集装置(部分装置的夹持仪器已省略)，实验室以Cu与浓HNO₃反应制备并收集NO₂应选择的装置是____________ (填字母)。

(3)SCR脱硝技术已成为使用广泛和成熟的烟气净化技术，脱硝效率高达90%以上。催化反应机理如图2所示，写出该反应发生的化学方程式：____________。

(4)目前，NaClO溶液广泛地应用于脱硫脱硝。

①某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置(如图3)。设计该装置的优点是____________，脱硝(NO)反应的离子方程式为____________。

②如图4为NaClO浓度对脱硫脱硝效率(η/%)的影响。当温度为50℃，溶液的pH=10，c(SO₂)=c(NO)=300 mg·m^-3，SO₂的脱除效率一直维持在98%以上，而NO脱除效率相对较低，其原因是____________。

(5)研究表明，ZnO水悬浊液能有效地吸收SO₂，然后再经O₂催化氧化，可得到硫酸盐。已知：室温下，ZnSO₃微溶于水，Zn(HSO₃)₂易溶于水；溶液中H₂SO₃、HSO₃^–，SO₃^2-的物质的量分数(物质的量分数=)随pH的分布如图5所示。

向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO₂，在开始吸收的40 min内，SO₂吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(如图6)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是____________ (填化学式)；SO₂吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为____________。

参考答案：

1．C

途径I将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入氧气，发生2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O；途径Ⅱ是2Cu+2H₂SO₄(浓)2CuSO₄+SO₂+2H₂O；结合反应原理进行分析。

【解析】①根据上述分析：途径I反应在常温下就能进行，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应，所以途径I节省能源，故①正确；

②根据上述分析：途径I反应无污染，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应生成SO₂，产生污染大气的SO₂，故②正确；

③根据上述分析：途径I反应物H₂SO₄中的硫酸根完全转化成生成物中的硫酸根，提高H₂SO₄的利用率，故③正确；

④无论哪一种方法，生成等物质的量的硫酸铜，都需要相同质量的铜，故④错误；

故C符合题意；

故答案：C。

2．C

【解析】①液态水变成水蒸气吸收热量，是物质状态的变化，没有新物质生成，发生的是物理变化；

②酸碱中和反应放出热量，有新的物质生成，发生的是化学变化，能量变化是化学能转化为热能；

③浓硫酸稀释放出热量，是物质的溶解过程，没有新的物质产生；

④固体NaOH溶于水放出热量，是物质的溶解过程，在过程中没有新物质产生；

⑤H₂在Cl₂中燃烧放出热量，发生了化学变化，有新物质产生，化学能转化为热能；

⑥电离过程吸收能量，是电解质变为自由移动的离子的过程，变化时没有新物质产生；

可见②⑤能量变化时发生化学反应，①③④能量变化时没有新物质产生，故合理选项是C。

3．D

【解析】A．由图可知，反应开始到10s，用X表示的反应速率为mol/(L•s)，A错误；

B．由图可知，反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了(1.00-0.21)mol÷1L=0.79mol/L，B错误；

C．根据化学反应进行时，物质的量之比等于化学计量数之比，由图可知，10s内X变化了1.20-0.42=0.78mol，Y变化了：1.00-0.21=0.79mol，Z变化了1.58mol，故反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)2Z(g)，C错误；

D．由图可知，反应开始到10s时，Y的转化率为=79.0%，D正确；

故答案为：D。

4．A

根据化学平衡状态特征：正逆反应速率相等，各组分含量保持不变分析。

【解析】①C的生成速率与C的消耗速率相等，则正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，①正确；

②单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C，均表示反应向逆反应方向进行，不能说明正逆、反应速率相等，不能确定反应是否处于平衡状态，②错误；

③A、B、C的浓度不再变化，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，③正确；

④C的物质的量不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，④正确；

⑤该反应是反应前后气体的体积相等的反应，压强始终保持不变，所以不能根据混合气体的总压强不再变化，判断反应达到平衡状态，⑤错误；

⑥反应后气体的总质量减少，体积不变，密度发生改变，当混合气体的密度不变化，说明反应达到平衡状态，⑥正确；

可见：不能作为该反应达到平衡状态的标志的是②⑤；故合理选项是A。

5．C

【解析】A．若两容器保持恒温，则为等效平衡，正反应速率相等，现为恒容绝热容器，I中温度升高，II中温度降低，所以达平衡时，混合气体的温度I比II高，正反应速率：I＞II，A不正确；

B．由A中分析可知，达平衡时容器I的温度比II高，由于正反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，所以两容器中的平衡常数：I＜II，B不正确；

C．若温度不变，容器I和容器II中CO₂的物质的量相等，现达平衡时，容器I的温度比II高，升温时平衡逆向移动，所以容器Ⅰ中CO₂的物质的量比容器Ⅱ中CO₂的少，C正确；

D．若温度不变，容器I和容器II为等效平衡，则此时容器Ⅰ中CO 的转化率与容器II中CO₂ 的转化率之和等于1，现容器II的温度比容器I低，相当于容器I降温，平衡正向移动，容器II中CO₂的转化率减小，所以容器Ⅰ 中CO 的转化率与容器II中CO₂ 的转化率之和小于1，D不正确；

故选C。

6．A

【解析】A. 白炽灯工作时，电能转化为光能，少量转化为热能，A不正确；

B. 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能在生物体内储存，故B正确；

C. 电解装置将水电解生成氢气和氧气时，电能转化为化学能，故C正确；

D. 煤燃烧时，化学能主要转化为热能释放出来，故D正确;

答案选A。

7．C

【解析】A．电解质为能够传导氧离子的固体氧化物，正极氧气得电子生成氧离子，故A不选；

B．电解质溶液是氢氧化钾，正极上氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，故B不选；

C．存在质子交换膜，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，故C选；

D．电解质为熔融碳酸盐，正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子，故D不选；

故选C。

8．B

【解析】A.放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以O^2-移向负极，A错误；

B.该燃料电池中，负极反应式为C₄H₁₀+13O^2--26e^–=4CO₂+5H₂O，正极反应式为O₂+4e^–=2O^2-，电池总反应方程式为：2C₄H₁₀+13O₂ =8CO₂+10H₂O，B正确；

C.通入空气的电极是正极，得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^–=2O^2-，C错误；

D.通入丁烷的电极是负极，失电子发生氧化反应，电极反应为：C₄H₁₀+13O^2--26e^–=4CO₂+5H₂O，D错误；

故合理选项是B。

9．C

由题干某原电池的总反应为可知，Fe在反应中由0价转化为+2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe作负极，Cu²⁺在反应中化合价由+2价降低为0价，化合价降低，发生还原反应，故在正极上发生该反应，据此分析解题。

【解析】A．由于Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu为正极，电解质中的Cu²⁺被还原，A项错误；

B．装置中没有自发的发生氧化还原反应，B项错误；

C．由于Fe比Cu活泼，故Fe作负极，Cu为正极，电解质中的Cu²⁺被还原，C项正确；

D．装置中没有自发的发生氧化还原反应，D项错误；

答案选C。

10．A

【解析】A．既没有气体参与也没有气体生成的反应，压强改变后反应物、生成物的浓度不变，即改变压强几乎不会影响化学反应速率，A正确；

B．化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量表示，B错误；

C．平衡时的转化率是指平衡时反应物转化的物质的量与其初始物质的量之比，C错误；

D．化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态，达到这一状态时正逆反应速率相等，但不为0即反应并未停止，D错误；

故答案为：A。

11．D

【解析】A. 2min内Y的物质的量变化为，浓度变化量为，所以 ，速率之比等于化学计量数之比，则 ，故A正确；

B. 由于正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应达到新平衡前正逆，故B正确；

C. 由表中数据知，7min时，反应达到平衡，平衡时Y的物质的量为，体积为10L，则

开始(mol/L)  0.016    0.016        0

转化(mol/L)  0.006    0.006      0.012

平衡(mol/L)  0.01      0.01       0.012

，故C正确；

D. 由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，再充入，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡不移动，X的体积分数不变，故D错误。

答案选D。

12．C

根据气体的颜色回答。

【解析】通常， Cl₂为黄绿色气体，NO₂为红棕色气体，SO₂、CO₂为无色气体。

本题选C。

13．C

【解析】A．其它条件不变，增大气体体积、减小体系压强，反应速率减小，A可以利用；

B．其它条件相同，颜色深浅变化越大，反应速率越大，B可以利用；

C．对于固体而言，物质的量的多少对化学反应速率不产生影响，C不可以利用；

D．反应越剧烈，反应速率越大，D可以利用。

答案选C。

14．C

【解析】A．根据图示，过程①S-H断裂，断开化学键吸收能量，故A错误；

B．根据图示，过程④中-SH与-CH₃结合，氢原子与氧原子结合，形成了O-H键和C-S键，故B错误；

C．由图示可知，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应过程中，-SH取代了甲醇中的-OH，反应类型为取代反应，故C正确；

D．催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，但反应前后没有变化，在中间过程参加了反应，故D错误；

故答案选：C。

15．C

N₂ + 3H₂2NH₃为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此判断。

【解析】A．该反应为可逆反应，所以N₂、H₂、NH₃在容器中共存，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；

B．反应前后混合气体的质量和容器容积均不变，因此密度始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，故B错误；

C．该反应为气体体积缩小的反应，平衡前气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；

D．v_正(N₂)=2v_逆(NH₃)，速率之比不等于系数之比，说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故D错误；

故选C。

16．(1)D

(2)          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

【解析】（1）

原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，才能形成原电池，B、D为氧化还原反应，但选项B的化学方程式未配平，A、C为非氧化还原反应，不可以设计成原电池，故答案为：D；

（2）

O～t₁时，Al在浓硝酸中发生钝化过程，Al为负极，铜为正极，溶液中的硝酸根离子得到电子，正极电极反应式为：，原电池中阳离子向正极移动，则溶液中的H⁺向正极移动；由于随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t₁时，铜做负极反应，Al为正极，因此电流方向发生改变。

17．     2X(g)3Y(g)＋Z(g)     0.08mol·L^-1·min^-1     化学平衡     D     33.3%     C     ①③⑥

根据图示中反应物的减少量与生成物的增加量确定化学方程式；根据所给条件中各组分的速率或浓度是否发生变化判断反应是否达到平衡状态；根据影响化学反应速率的因素判断化学反应速率的变化，据此分析。

【解析】(1) 由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，作为Y、Z为生成物，当反应到达t min时，∆n(X)=0.8mol，∆n (Y)=1.2mol，∆n(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，∆n(X)：∆n (Y)：∆n(Z)=2：3：1，则所以反应的化学方程式为：2X(g)3Y(g)＋Z(g)；

(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值，故X的平均反应速率v===0.08mol·L^-1·min^-1；

(3) t min时体系中各物质的物质的量不再发生变化，说明反应已经达到了化学平衡状态；

A选项中由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误；

B选项中由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，但没有明确物质的生成速率还是反应速率，当X为消耗速率Y为生成速率时无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2：3，故B错误；

C选项中由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；

D选项中生成1mol Z的同时生成2mol X，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；

答案选D；

(4)转化率等于这段时间内反应掉的物质的物质的量与物质的总物质的量的比值，故物质X的转化率==33.3%；

(5)A选项，其他条件不变，及时分离出产物，由于反应物的浓度不发生变化，故不会增大反应速率，A错误；

B选项，适当降低温度，使单位体积内活化分子百分数降低，降低反应速率，B错误；

C选项，增大X的浓度可以增大单位体积内X的活化分子百分数，增大反应速率，C正确；

D选项，体积不变充入Ar气，单位体积内活化分子百分数不变，反应速率不变，D错误；

故选择C；

(6)①同一物质的分解速率与生成速率相同，说明正逆反应速率相同，可以说明反应达平衡状态，①正确；

②化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间生成a mol A，同时生成3a mol B，②错误；

③反应达平衡时各组分浓度不再发生变化，可以说明反达平衡状态，③正确；

④气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，④错误；

⑤平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度，各组分物质的量的比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，⑤错误；

⑥A为固体，混合气体的密度不变化，说明气体的总质量不变，反应达到平衡状态，⑥正确；

故选择①③⑥。

18．(1)1.4

(2)     H₂−2e^－+2OH^－=2H₂O     1.93×10³     CH₃OH−6e^－+8OH^－=CO+6H₂O     30N_A

(3)VB₂+16OH^－−11e^－=VO+2B(OH)+4H₂O

【解析】（1）

Cu(s)+2Ag⁺(aq)=Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计原电池，若用铜、银做两个电极，开始两电极质量相等，当电路中转移0.01mol电子时，则负极有0.005mol铜溶解，正极有0.01mol银生成，因此两电极的质量差为0.01mol×108g∙mol⁻¹+0.005mol×64g∙mol⁻¹＝1.4g；故答案为：1.4；

（2）

①假设使用的“燃料”是氢气(H₂)，根据图中电子转移方向得到a为负极，b为正极，则a极的电极反应式为H₂−2e^－+2OH^－=2H₂O。若电池中氢气(H₂)通入量为224mL(标准状况)即物质的量为0.01mol，且反应完全，电子转移为0.02mol，则理论上通过电流表的电量为0.02mol ×6.02×10²³mol⁻¹ ×1.6×10⁻¹⁹C ≈1.93×10³C；故答案为：H₂−2e^－+2OH^－=2H₂O；1.93×10³；

②假设使用的“燃料”是甲醇(CH₃OH)，甲醇失去电子变为碳酸根，则a极的电极反应式为CH₃OH−6e^－+8OH^－=CO+6H₂O，如果消耗甲醇160g即物质的量为5mol，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为5mol×6×N_Amol⁻¹=30N_A；故答案为：CH₃OH−6e^－+8OH^－=CO+6H₂O；30N_A；

（3）

根据电池总反应为4VB₂+11O₂+20OH－+6H₂O=8B(OH)+4VO，则VB₂电极为负极，反应生成B(OH)、VO，则该电极发生的电极反应为VB₂+16OH^－−11e^－=VO+2B(OH)+4H₂O；故答案为：VB₂+16OH^－−11e^－=VO+2B(OH)+4H₂O。

19．     e     2SO₂+O₂ 2SO₃     2H₂S+ SO₂=3S+2H₂O     0.05     0.1N_A     FeCl₃

【解析】（1）X是强氧化性单质，根据转化关系可知，A或B中的元素必须为变价元素：

a．C和氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳，符合转化关系；

b．N₂和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，符合转化关系；

c．S和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，符合转化关系；

b．Na和氧气反应生成氧化钠，氧化钠和氧气反应生成过氧化钠，符合转化关系

e．Mg不是变价金属，且不能实现如图转化，所以不符合转化关系；

答案选e。

（2）若B是能使品红试液褪色的无色气体，B为SO₂，A为S，X为氧气，B转化为C的化学方程式2SO₂+O₂ 2SO₃。

（3）若A、B、C三种化合物的水溶液均呈酸性，中学阶段符合转化关系的只有S元素，推知A为H₂S、X为O₂、B为SO₂、C为SO₃，A和B反应的化学方程式为2H₂S+ SO₂=3S+2H₂O；SO₃溶于水会生成H₂SO₄，浓硫酸与铜加热时反应产生气体为SO₂，经计算生成的SO₂的物质的量为1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，被还原的H₂SO₄生成SO₂，故被还原的H₂SO₄的物质的量是0.05mol，转移的电子数。

（4）若X是金属单质，向B、C的溶液中分别滴加AgNO₃溶液和稀硝酸均产生白色沉淀，则B、C的溶液中均含有Cl^–，推知B、C均属于盐，由转化关系可知，X为Fe、A为Cl₂、B为FeCl₃、C为FeCl₂。

20．(1)第三周期第IVA族

(2)HF＞H₂O＞PH₃

(3)HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃

(4)     3    

(5)Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^–+

(6)     C     Li-e^–=Li⁺

首先根据短周期主族元素的原子半径柱状图可以判断A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、X、Y分别H、Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl元素。然后根据元素周期律及物质的性质分析解答

(1)

L为Si元素，原子核外电子排布是2、8、4，根据原子结构与元素位置关系可知Si位于元素周期表第三周期第IVA族；

(2)

M、G、H分别是P、O、F。元素的非金属性：F＞O＞P，元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强，三种元素的简单氢化物分别为PH₃、H₂O、HF，则其稳定性为：HF＞H₂O＞PH₃；

(3)

元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。E、X、Y分别为C、S、Cl，元素的非金属性：Cl＞S＞C，因此三种元素最高价含氧酸H₂CO₃、H₂SO₄、HClO₄酸性由强到弱的顺序为：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃；

(4)

E、A为C和H元素，二者组成饱和链烃的通式为C_nH_2n+2，根据电子总数为42，6n+2n+2=42，解得n=5，故其分子式为C₅H₁₂，其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷，共3种不同结构，其一氯代物有4种的链状烷烃的结构简式为；

(5)

Y单质是是Cl₂，Cl₂具有氧化性。XG₂是SO₂，SO₂具有还原性，二者在溶液中发生氧化还原反应产生H₂SO₄、HCl，该反应的离子方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^–+；

(6)

B、E为Li和C，用Li和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl₄)溶解在亚硫酰氯(SOCl₂)中组成电解质溶液。由于锂比炭活泼，所以锂为负极，石墨为正极。在电池的负极上，Li失去电子变为Li⁺，故负极的电极反应式为：Li-e^–=Li⁺。

21．(1)0.075mol•L^-1•min^-1

(2)11%

(3)3X+Y2Z

(4)     ＞     ＜

(5)乙

(6)不变

(7)be

【解析】（1）从开始至2min，X的物质的量变化0.3mol，则用X表示的平均反应速率为 =0.075mol•L^-1•min^-1。答案为：0.075mol•L^-1•min^-1；

（2）2min后气体z的体积分数为≈11%。答案为：11%；

（3）该反应中，X、Y的物质的量随反应进行不断减小，Z的物质的量不断增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，由物质的量的变化量，可确定X、Y、Z的化学计量数之比为3:1:2，反应进行2min后达平衡，则化学方程式为3X+Y2Z。答案为：3X+Y2Z；

（4）1min时，反应继续正向进行，则v_正(X)＞v_逆(X)，2min时，反应达平衡状态，2v_正(Y)=v_正(Z)= v_逆(Z)，则v_正(Y)＜v_逆(Z)。答案为：＞；＜；

（5）上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(X)=9mol·L^-1·min^-1，乙中v(Y)=0.5mol·L^-1·s^-1=30mol·L^-1·min^-1、v(X)=90mol·L^-1·min^-1＞9mol·L^-1·min^-1，则乙中反应更快。答案为：乙；

（6）在2min时向容器中通入氩气(容器体积不变)，各物质的浓度都未发生改变，则X的化学反应速率将不变。答案为：不变；

（7）a．X、Y、Z三种气体的浓度相等，则正、逆反应速率不一定相等，反应不一定达平衡状态，a不符合题意；

b．反应前后气体的质量不变，物质的量在平衡前不断发生改变，则平均相对分子质量不断改变，当气体混合物平均相对分子质量不随时间变化时，反应达平衡状态，b符合题意；

c．反应为可逆反应，正、逆反应始终进行，反应不可能停止，c不符合题意；

d．在此反应过程中，不管反应是否达到平衡，始终存在反应速率v(X)︰v(Y)=3︰1，d不符合题意；

e．2v(X)_正 = 3v(Z)_逆，反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，e符合题意；

f．混合气体的质量、体积始终不变，则密度始终不变，当密度不随时间变化时，反应不一定达平衡状态，f不符合题意；

故选be。答案为：be。

22．(1)1∶3∶2

(2)v_Ⅰ(A)＞v_Ⅱ(A)＞v_Ⅲ(A)

(3)     α_Ⅲ(B)     0.19

(4)     向右     从平衡混合物中分离出了C

(5)     ＞     因为该反应为放热反应，降温才能正向移动

根据图象中第Ⅰ阶段，平衡时A、B、C的浓度变化量，结合浓度变化量之比等于化学计量数之比计算；分别计算三个阶段B的转化率；第Ⅱ阶段中，C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后，从体系中移出了C，据此分析解答。

【解析】（1）Ⅰ阶段，20min内，Δc(A)＝2.0mol•L^－1－1.00mol•L^－1＝1.00mol•L^－1，Δc(B)＝6.0mol•L^－1－3.00mol•L^－1＝3.00mol•L^－1，Δc(C)＝2.00mol•L^－1，则a∶b∶c＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝1∶3∶2；

故答案为1∶3∶2；

（2）v_Ⅰ(A)＝，

v_Ⅱ(A)＝，

v_Ⅲ(A)＝；所以v_Ⅰ(A)＞v_Ⅱ(A)＞v_Ⅲ(A)；

故答案为v_Ⅰ(A)＞v_Ⅱ(A)＞v_Ⅲ(A)；

（3）α_Ⅰ(B)＝，

α_Ⅱ(B)＝，

α_Ⅲ(B)＝；故α_Ⅲ(B)最小；

故答案为α_Ⅲ(B)，0.19；

（4）由图示可知，由第一次平衡到第二次平衡，A、B的浓度减小，说明平衡正向移动。由物质C的浓度变化可知，导致平衡正向移动的措施是从反应体系中移出了产物C；

故答案为向右，从平衡混合物中分离出了C；

（5）由图示可知，Ⅱ→Ⅲ平衡正向移动，由于正反应是放热反应，故Ⅱ→Ⅲ是降温过程，即T₂＞T₃；

故答案为＞，因为该反应为放热反应，降温才能正向移动。

23．     光化学烟雾、酸雨(或其他合理答案)     AD     4NO＋4NH₃＋O₂4N₂＋6H₂O     增大了气体与NaClO溶液接触面积，加快了脱硫脱硝速率     3ClO^－＋2NO＋H₂O=2＋3Cl^－＋2H^＋     SO₂易溶于水，并与NaClO溶液充分接触，而NO难溶于水     ZnSO₃     ZnSO₃＋SO₂＋H₂O=Zn^2＋＋2或Zn＋2SO₂＋H₂O=Zn^2＋＋2

(5)ZnSO₃；ZnO完全反应生成ZnSO₃后，ZnSO₃继续吸收SO₂生成易溶于水的Zn（HSO₃）₂，此时溶液pH逐渐变小，SO₂的吸收率逐渐降低，反应的离子方程式：ZnSO₃＋SO₂＋H₂O=Zn^2＋＋2；

【解析】(1)氮氧化物造成光化学烟雾，二氧化硫造成酸雨，故答案为：光化学烟雾、酸雨；

(2)实验室以Cu与浓HNO₃反应制备并收集NO₂，根据反应物是固液、反应条件需加热，确定发生装置为A，根据NO₂能与水反应，且密度大于空气，应用向上排空气法收集气体，收集装置是D，故答案为：AD；

(3)根据反应原理：NO、NH₃、O₂作为反应物，生成N₂和H₂O，配平化学方程式为：4NO＋4NH₃＋O₂4N₂＋6H₂O；

(4)①喷淋吸收塔装置的优点：增大了气体与NaClO溶液接触面积，加快了脱硫脱硝速率，反应的离子方程式为：3ClO^－＋2NO＋H₂O=2＋3Cl^－＋2H^＋；

②SO₂的脱除效率一直维持在98%以上，而NO脱除效率相对较低，其原因是：SO₂易溶于水，并与NaClO溶液充分接触，而NO难溶于水；

(5)ZnO为碱性氧化物，SO₂为酸性氧化物且与水反应生成亚硫酸。在溶液中ZnO会和H₂SO₃反应，生成微溶于水的ZnSO₃，此时溶液pH几乎不变；ZnO完全反应后，继续通入SO₂，溶液中的亚硫酸根逐渐转变为亚硫酸氢根，酸性增强，pH减小；故答案为：ZnSO₃；ZnSO₃＋SO₂＋H₂O=Zn^2＋＋2。