第六章《化学反应与能量》测试题
一、单选题（共12题）
1．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
2．下列变化中有化学键的断裂的是
A．HCl溶于水 B．酒精的挥发 C．干冰的升华 D．裁剪布料
3．对于反应Fe(s)+H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+H2(g)，下列叙述错误的是（ ）
A．通过反应过程中溶液温度变化判断该反应过程是否放热
B．改变Fe的表面积会改变反应的速率
C．通常用H2体积的变化情况表示该反应的速率
D．若将该反应设计成原电池，正极材料应为铁
4．白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P 198kJ/mol，P—O 360kJ/mol，O=O 498kJ/mol。
根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是
A．释放1638kJ的能量 B．吸收1638kJ的能量
C．释放126kJ的能量 D．吸收126kJ的能量
5．下列反应既属于氧化还原反应又属于放热反应的是
A．浓硫酸的稀释 B．与水反应
C．与反应 D．与反应
6．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是
A．化学方程式：2NM
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，M的浓度是N的浓度的2倍
7．下列化学反应属于吸热反应的是
A．碘的升华 B．氢氧化钙与氯化铵晶体混合
C．镁与稀盐酸反应 D．生石灰溶于水
8．废旧电池最好的处理方法是
A．深埋入地下 B．丢弃 C．回收利用 D．烧掉
9．常采用三元催化器处理汽车尾气中NOx，CO和碳氢化合物等大气污染物，其简易工作原理如图。下列推断正确的是
A．若x=1，CO和NOx反应中N2与NOx的反应速率相等
B．若x=2，碳氢化合物为C8H18，则碳氢化合物与NOx的反应只有极性键的断裂和形成
C．其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应速率越大
D．三元催化剂能增大正反应速串，同时减小逆反应速率
10．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)
11．下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是
实验操作 目的或结论
A 将少量片放入溶液中 证明的金属性比强
B 将点燃的镁条置于盛有集气瓶中，瓶内壁有黑色固体生成 镁的还原性比碳强
C 向溶液(含少量杂质)，加入适量氯水，再加萃取分液 除去溶液中的
D 向溶液中加入5滴同浓度的溶液，再加入几滴溶液，溶液显血红色 与的反应是可逆反应
A．A B．B C．C D．D
12．用如图所示装置进行相应实验，能达到实验目的的是
选项 A B C D
装置
目的 制取沉淀 将设计成原电池装置 分离苯和硝基苯 测定溶液的物质的量浓度
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题（共10题）
13．燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。下图为燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：
(1)若该燃料电池为氢氧燃料电池。
①a极通入的物质为_______(填物质名称)，电解质溶液中的OH-移向_______极(填”负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：_______。
(2)若该燃料电池为甲烷燃料电池。已知电池的总反应为CH4+2O2+2OH-=+3H2O
①下列有关说法正确的是_______(填字母代号)。
A．燃料电池将电能转变为化学能
B．负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O
C．正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
D．通入甲烷的电极发生氧化反应
②当消耗甲烷33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化效率为80％，则导线中转移的电子的物质的量为___mol。
14．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量/kJ 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答下列问题：
(1)下列物质中本身具有的能量最低的是_______(填字母)。
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中最稳定的是_______(填字母)。
A．HCl B．HBr C．HI
(3)(X代表Cl、Br、I)的反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是_______。
15．如图为原电池装置示意图。
⑴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：________________。
⑵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0.1mol H2SO4，则转移电子的数目为____________。
⑶若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入C3H8和O2，该电池即为丙烷燃料电池，写出B电极反应式：_________________；A极的反应物C3H8的一氯代物有__________种同分异构体。
16．H2(g)+ I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志是________（填序号）。
①
②
③、、不再随时间而改变
④单位时间内生成的同时生成
⑤单位时间内生成的同时生成
⑥反应速率
⑦一个键断裂的同时有两个键断裂
⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
温度和体积一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化
17．依据化学能与热能的相关知识回答下列问题：
I．已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)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(用a、b、c字母表示，下同)，NH3(g)到NH3(l)过程能量变化为____kJ。
II．化学键的键能是形成(或断开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示:现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P-P：198；P-O：360；O=O：498。
(2)则发生P4(白磷)＋3O2(g)=P4O6(s)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；其中，生成1 mol P4O6需要_____(“吸收或放出”)能量为_____kJ
18．某温度时在2L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为_____________ 。
(2)用Z的浓度变化表示0～2min间的平均反应速率v(Z)＝_______________。
(3)反应达平衡时，容器内混合气体的总压强是起始时________倍。
19．CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH=____kJ·mol-1。
20．用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一．
还原水体中的反应原理如图1所示．
①作负极的物质是______．
②正极的电极反应式是______．
将足量铁粉投入水体中，经24小时测定的去除率和pH，结果如下：
初始pH
的去除率 接近
24小时pH 接近中性 接近中性
铁的最终物质形态
时，的去除率低．其原因是______．
实验发现：在初始的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的可以明显提高的去除率．对的作用提出两种假设：
Ⅰ直接还原；
Ⅱ破坏氧化层．
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是______．
②同位素示踪法证实能与反应生成结合该反应的离子方程式，解释加入提高去除率的原因：______．
其他条件与相同，经1小时测定的去除率和pH，结果如表：
初始pH
的去除率 约 约
1小时pH 接近中性 接近中性
与中数据对比，解释中初始pH不同时，去除率和铁的最终物质形态不同的原因：______．
21．表中是某种金属与稀硫酸反应时测得的实验数据。
实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4)/mol L-1 V(H2SO4)/mL 溶液温度/℃ 金属消失所需时间/s
反应前 反应后
① 0.10 丝 0.5 50 20 34 500
② 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50
③ 0.10 丝 0.7 50 20 36 250
④ 0.10 丝 0.8 50 20 35 200
⑤ 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25
⑥ 0.10 丝 1.0 50 20 35 125
⑦ 0.10 丝 1.0 50 35 50 50
⑧ 0.10 丝 1.1 50 20 34 100
⑨ 0.10 丝 1.1 50 30 44 40
请回答下列问题：
(1)反应速率最大的是实验_____(填实验序号，下同)，反应速率最小的是____。
(2)实验③和实验④是探究____对化学反应速率的影响，实验⑥和实验⑦是探究____对化学反应速率的影响。
22．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】
【实验内容及记录】
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.06mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.04 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1 稀硫酸
1 1.0 4.0 3.0 2.0 6.4
2 2.0 a 3.0 2.0 5.2
3 3.0 2.0 3.0 2.0 2.0
回答下列问题：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_______。
(2)利用实验3中数据计算，用的浓度变化表示的反应速率_______。
(3)实验2中a的数值为_______，实验中加入的目的是_______。
(4)该小组同学根据经验绘制了随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设：生成的对该反应有催化作用。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.06mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.04 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 _______(填化学式) t
③现象及结论：依据现象_______，得出该小组同学提出的假设成立。
参考答案：
1．C
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。
2．A
A．HCl溶于水发生电离，H Cl键断裂，故A符合题意；
B．酒精的挥发没有化学键断裂，故B不符合题意；
C．干冰的升华没有化学键断裂，故C不符合题意；
D．裁剪布料没有化学键断裂，故D不符合题意；
故答案选A。
3．D
A．若反应为放热反应，则溶液的温度会升高；若反应为放热反应，则溶液的温度会降低，因此可通过反应过程中溶液温度变化判断该反应过程是否放热，A正确；
B．Fe是固体物质，改变Fe的表面积，会改变Fe与硫酸的接触面积，因而会改变反应的速率，B正确；
C．在相同时间内产生的氢气越多，反应速率越快，所以可通过H2体积的变化情况表示该反应的速率，C正确；
D．在该反应中Fe失去电子，被氧化，因此若将该反应设计成原电池，负极材料应为铁，正极材料是活动性比Fe弱的金属或能够导电的非金属，D错误；
故合理选项是D。
4．A
拆开反应物的化学键需要吸热能量为198×6+498×3=2682 kJ，形成生成物的化学键释放的能量为360×12=4320kJ，二者之差为释放能量4320kJ-2682 kJ=1638 kJ。
综上所述答案为A。
5．B
A．浓硫酸的稀释，不是化学反应，不属于氧化还原反应，该过程放出热量， A不符合题意；
B．与水反应生成NaOH和H2，属于氧化还原反应，同时放出大量的热，属于放热反应，B符合题意；
C．与反应属于复分解反应，反应过程吸收热量，不属于放热反应，C不符合题意；
D．C与反应生成CO，该反应属于氧化还原反应，反应过程吸收热量，不属于放热反应，D不符合题意；
故选B。
6．A
A．在时，N的物质的量为4，减少了4，M的物质的量为4，增加了2，反应在t3时刻达到化学平衡状态，因此，该反应的化学方程式为，A正确；
B．以后 ，M、N的物质的量还在变化，没有达到平衡状态，故正反应速率不等于逆反应速率，B错误；
C．时刻前后的一定时间内，反应混合物反应物和生成物的物质的量保持不变，因此 该反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，C错误；
D．时，N的物质的量为6，M的物质的量为3，则N的浓度是Ｍ的浓度的2倍，D错误；
故选A。
7．B
【解析】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应、所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、少数分解、置换以及某些复分解反应。
A．碘的升华是碘受热由固态直接变为气态，属于物理变化，选项A错误；
B．氢氧化钙与氯化铵晶体混合反应后吸收能量使温度降低，该反应是吸热反应，选项B正确；
C．镁与稀盐酸反应是置换反应，反应放出大量的热，属于放热反应，选项C错误；
D．生石灰溶于水反应生成氢氧化钙，反应放出热量，该属于放热反应，选项D错误；
答案选B。
8．C
废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等，当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀后，其中的成分就会渗透到土壤和地下水，造成土壤污染和水污染，则废旧电池最好的处理方法是回收利用，故答案为C。
9．C
A．若x=1，CO和NO反应的方程式为2CO+2NON2+2CO2，其中N2与NO的反应速率不相等，A错误；
B．若x=2，碳氢化合物为C8H18，产物是氮气、二氧化碳水，由于C8H18和N2中存在非极性键，则碳氢化合物与NOx的反应既有极性键的断裂和形成，也有非极性键的断裂和形成，B错误；
C．其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应物之间的接触面积越大，所以反应速率越大，C正确；
D．三元催化剂能同等程度增大正逆反应速串，D错误；
答案选C。
10．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。
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。
11．B
A．将少量片放入溶液中，发生反应，没有铁被置换出来，不能证明的金属性比强，故不选A；
B．将点燃的镁条置于盛有集气瓶中，发生反应，镁是还原剂、C是还原产物，证明镁的还原性比碳强，故选B；
C．Fe2+还原性大于Br-，氯气先氧化Fe2+，向溶液(含少量杂质)中加入适量氯水，不能除去溶液中的，故不选C；
D．向溶液中加入5滴同浓度的溶液，过量，再加入几滴溶液，溶液显血红色，不能证明与的反应是可逆反应，故不选D；
选B。
12．D
A．试管A中导管未伸入液面以下，硫酸亚铁无法进入试管B中，不能制取沉淀，选项A错误；
B．左侧烧杯中与Zn电极接触的电解质溶液应为硫酸锌溶液，右侧烧杯中与Cu电极接触的溶液应为硫酸铜溶液，选项B错误；
C．苯和硝基苯是互溶的、存在着沸点差异的液体，能用蒸馏的方法分离，但冷凝水应从下口进入，上口流出，选项C错误；
D．可氧化，发生氧化还原反应，且本身可做指示剂，故能用滴定法测定溶液的物质的量浓度，使用酸式滴定管盛装溶液，选项D正确；
答案选D。
13． 氢气 负 H2-2e-+2OH-＝2H2O BD 9.6
(1)①氢氧燃料电池中通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，根据电子移动方向知，a为负极、b为正极，所以a通入的物质是氢气，放电时溶液中阴离子向负极移动，所以电解质溶液中的OH-移向负极，故答案为：氢气；负；
②该燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-＝2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-＝2H2O；
(2)①A．燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B．负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O，故B正确；
C．正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-＝4OH-，故B错误；
D．通入甲烷的电极失电子发生氧化反应，故D正确；
故选BD；
②n(CH4)=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol，消耗1mol甲烷转移8mol电子，则消耗1.5mol甲烷转移电子物质的量=1.5mol×8=12mol，假设电池的能量转化效率为80%，则转移电子的物质的量=12mol×80%=9.6mol，故答案为：9.6。
14． A A 放热 Cl2
（1）和（2）根据键能越大，物质越稳定，本身能量越低进行判断。
（3）和（4）根据焓变公式，焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和进行判断焓变大小，从而判断反应是放热还是吸热。
（1）、（2）破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高，则该物质越稳定，其本身具有的能量越低。故答案（1）选A，（2）选A。
（3）、（4）断开1mol Cl—Cl键和1mol H—H键需吸收能量：，而形成2mol H—Cl键放出的能量为，所以在反应中每生成2mol HCl放出的热量，同理可计算出、反应中每生成2mol HBr、2mol HI分别放出103kJ、9kJ的热量。故（3）答案：放热，（4）答案：Cl2。
15． B Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1NA O2+2H2O+4e-=4OH- 2
（1）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，根据负极金属单质上电子来判断；碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子；
（2）B为PbO2，是原电池的正极，发生还原反应，注意电解质溶液是硫酸；A是Pb，其离子能够与硫酸根反应生成沉淀；据电池反应式计算；
（3）若AB为金属铂片，电解质溶液为KOH溶液，分别从AB两极通入C3H8和O2，该电池即为丙烷燃料电池，通入C3H8的一极为负极，被氧化，产生的二氧化碳与碱反应生成碳酸盐。
（1）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝钝化，所以Cu失电子作负极，一组插入烧碱溶液中，Cu与氢氧化钠不反应，Al失电子作负极，
碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子，其电极反应为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；
故答案为：B；Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；
（2）B为PbO2，是原电池的正极，发生还原反应，电解质溶液是硫酸，铅离子能够与硫酸根离子生成沉淀，电极反应式为：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O；
A极Pb失电子生成铅离子能够与硫酸根反应生成沉淀，导致质量增大；据电池反应式可知，每有2mol硫酸反应转移电子2mol，则0.1mol硫酸反应转移电子数目为0.1NA，
故答案为：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O；增重；0.1NA；
（3）若AB均为金属铂片，电解质溶液为KOH溶液，分别从AB两极通入C3H8和O2 ，该电池即为丙烷燃料电池，通入O2的一极为正极，被还原，电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，A极的反应物C3H8只有两种不同环境的氢，一氯代物有2种同分异构体。
16．③④⑦⑨
①，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故①错误；
②，无法判断各组分的浓度是否继续变化，无法判断是否达到平衡状态，故②错误；
③、、不再随时间而改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故③正确；
④单位时间内生成的同时生成，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故④正确；
⑤单位时间内生成的同时生成，表示的都是逆反应速率，无法判断正逆反应速率的关系，故⑤错误；
⑥反应速率，没有正逆反应速率，则无法判断平衡状态，故⑥错误；
⑦一个H H键断裂的同时有两个H I键断裂，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故⑦正确；
⑧该反应为气体体积不变的反应，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故⑧错误；
⑨温度和体积一定时混合气体的颜色不再变化，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故⑨正确；
⑩气体总质量不变、容器容积不变，密度为定值，故⑩错误；
该反应前后气体质量不变，气体总物质的量不变，则气体的平均摩尔质量为定值，不能据此判断平衡状态，故 错误；
综上已经达到平衡状态的标志是③④⑦⑨，故答案为：③④⑦⑨。
17． 放出 (b-a) c 放热 放出 1638
(1)反应热等于反应物总能量与生成物总能量的差。根据图示可知：反应物的能量比生成物的高，因此该反应发生时会放出热量。0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程放出能量为(b-a)kJ；
物质由气态转化为液态时放出热量，根据图示可知：1 mol NH3(g)转化为NH3(l)过程会放出热量c kJ；
(2)反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差。已知化学键的键能：P-P：198 kJ/mol、P-O：360 kJ/mol、 O=O：498 kJ/mol，则反应P4(白磷)+3O2(g)=P4O6(s)的反应热△H=6×198 kJ/mol + 3×498 kJ/mol - 12×360 kJ/mol=-1638 kJ/mol，说明该反应发生时会放出热量1638 kJ，因此该反应是放热反应。
18． 3X+Y2Z 0.05mol/（L·min） 0.9
由图可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，X、Y为反应物，Z的物质的量增多， Z为生成物。
(1) 由图可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且Δn(X)：Δn(Y)：Δn(Z)= (1.0mol- 0.7mol)：(1.0mol-0.9mol)：0.2mol=3：1：2，根据反应时物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为：3X+Y2Z；
(2) 0～2min间生成Z为0.2mol，平均反应速率v(Z)＝；
(3)反应前混合气体的总物质的量为1.0mol+1.0mol=2mol，达平衡时混合气体的总物质的量为0.7mol+0.9mol+0.2mol =1.8mol，根据压强与物质的量成正比，得容器内混合气体的总压强是起始时倍。
19．+247
将已知的热化学方程式扩大相应倍数后叠加，就得到催化重整的热化学方程式，进而可得其反应热。
①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
根据盖斯定律，将③×2-①-②整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=[(-111×2)-(-75)-(-394)] kJ·mol-1=+247 kJ·mol-1，故该催化重整反应的ΔH=+247 kJ·mol-1。
20． 铁 不导电，阻碍电子转移 本实验条件下，不能直接还原；在Fe和共同作用下能提高的去除率 ，将不导电的转化为可导电的，利于电子转移 初始pH低时，产生的充足；初始pH高时，产生的不足
(1) NO3-在正极得电子发生还原反应产生NH4+ ，根据图2信息可知为酸性环境；(2)pH越高 Fe3+越易水解生成FeO(OH) ；
(3)①根据图2中的三个实验结果进行分析；
②结合(2)题中的铁的最终物质形态结果差异进行分析；
(1) ①Fe还原水体中，则Fe作还原剂发生氧化反应，失去电子，作负极，
故答案为：铁；
在正极得电子发生还原反应产生，根据图2信息可知为酸性环境，则正极的电极反应式为：，故答案为：；
（2）①加入可以显提高的去除率，pH越高，越易水解生成，而不导电，阻碍电子转移，所以的去除率低，故答案为：不导电，阻碍电子转移；
(3)从图2的实验结果可以看出，单独加入时，的去除率为0，因此得出不能直接还原；而Fe和共同加入时的去除率比单独Fe高，因此可以得出结论：本实验条件下，不能直接还原；在Fe和共同作用下能提高的去除率，故答案为：本实验条件下，不能直接还原；在Fe和共同作用下能提高的去除率；
同位素示踪法证实了能与反应生成，离子方程式为：，将不导电的转化为可导电的，利于电子转移，故答案为：，将不导电的转化为可导电的，利于电子转移；
（4）根据实验结果可知的作用是将不导电的转化为可导电的，而的去除率由铁的最终物质形态确定，因此可知实验初始pH会影响的含量，故答案为：初始pH低时，产生的充足；初始pH高时，产生的不足。
21．(1) ⑤ ①
(2) 浓度 温度
根据给定的实验条件不同确定实验探究的影响条件；利用控制变量法确定相应的实验数据；根据表中给出的数据规律，推断影响反应速率的因素。
（1）
各组试验金属质量相同，金属消失时间长短可直接反映化学反应速率，由上表数据可知，反应速率最大的实验是实验⑤；反应速率最小的是①，
故答案为：⑤；①；
（2）
实验③和实验④中，c(H2SO4)不同，根据单一变量原则可知，其主要探究浓度对化学反应速率的影响；实验⑥和实验⑦对比可知，反应起始温度不同，故主要探究温度对化学反应速率的影响，
故答案为：浓度；温度。
22．(1)其他条件相同时，增大的浓度(或反应物浓度)，反应速率增大
(2)
(3) 3.0 保证只有浓度不同，和的浓度均相同
(4) 与实验3比较，溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于2.0min
【解析】(1)
根据上表数据，其他条件相同时，增大的浓度(或反应物浓度)，室温下溶液颜色褪至无色所需时间减少，即化学反应速率增大；
(2)
实验3中，加入了3mL 0.04mol/L的KMnO4溶液，溶液颜色褪至无色所需时间为2min，则用的浓度变化表示的反应速率；
(3)
根据控制变量法原则，体积需保持恒定，则a=10.0-2.0-3.0-2.0=3.0，实验中加入H2O的目的是为了保证只有浓度不同，和的浓度均相同；
(4)
为探究生成的对该反应是否有有催化作用，可向试管中加入少量的固体，与实验3比较，若溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于2.0min，则证明该小组提出的假设成立，反之则不成立。
