化学人教必修2讲义第二章 化学反应与能量 章末综合测评2文档格式.docx
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由于反应物的能量比生成物的能量高,所以该反应是放热反应,B错误;
浓硫酸溶于水放出热量,是溶液的稀释不是化学反应,C错误;
盐酸与金属锌的反应是放热反应,D错误。
3.下列反应条件的控制中不恰当的是( )
A.为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆
B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为加快KClO3的分解速率,加入MnO2
D.为加快H2O2的分解速率,把反应容器放到冷水中冷却
解析 冷水温度低,会降低反应速率。
答案 D
4.在一定温度下,某容积固定的密闭容器中,建立下列化学平衡:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡状态的是( )
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成nmolCO的同时生成nmolH2
D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
解析 选项A,由于该反应是一个气体体积增大的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应达到化学平衡状态;
选项B,根据v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的消耗量等于其生成量,说明反应达到化学平衡状态;
选项C,二者表示的都是正反应,不能说明反应达到化学平衡状态;
选项D,1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键,即消耗1molH2,同时消耗了1molH2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应达到化学平衡状态。
答案 C
5.一定条件下,可逆反应2AB+3C,在下列四种状态中,处于平衡状态的是( )
选项
正反应速率
逆反应速率
A
vA=2mol·
L-1·
min-1
vB=2mol·
B
vC=2mol·
C
vA=1mol·
D
vC=1.5mol·
解析 将逆反应速率根据化学方程式统一换算成A表示的反应速率,即A的生成速率。
D项,正反应速率即A的消耗速率vA=1mol·
min-1,逆反应速率vC=1.5vA(逆),vA(逆)=1mol·
min-1二者相等,说明反应达到了平衡状态。
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:
2MN
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,N的浓度是M浓度的2倍
解析 由图像可知N为反应物,M为生成物,然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比,即该反应的化学方程式是:
2NM。
t2时刻M、N的物质的量相等,但此时M、N的物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,因此正反应速率不等于逆反应速度。
t3时刻及t3时刻之后,M、N的物质的量不再改变,证明已达平衡状态,此时正、逆反应速率相等。
7.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。
在这种电池中( )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解质溶液 ④铝合金电极发生还原反应
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
解析 分析航标灯的电源结构,活泼金属铝合金作负极,相对不活泼金属Pt—Fe合金网作正极,电解质溶液是海水。
铝合金作负极发生的是氧化反应,故①④错误,②③正确。
8.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验
解析 水的浓度可视为固定不变,因此增加水的用量反应速率不变;
铁遇浓硫酸会产生钝化现象,不再产生氢气;
压强的改变只能适用于有气体参加的反应;
增大固体的表面积可以加快反应速率。
9.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)
恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)N2O4(g)
恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)
CO2(g)+CaO(s)
恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
解析 A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的百分含量保持不变,反应处于平衡状态;
B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;
C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;
D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)=3∶1的混合气体,或加入的是纯NH3,在反应从开始到化学平衡状态,始终是n(H2)∶n(N2)=3∶1,因此,n(H2)∶n(N2)=3∶1的状态不一定是平衡状态。
10.在密闭容器中进行反应:
X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·
L-1、0.3mol·
L-1、0.2mol·
L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A.c(Z)=0.5mol·
L-1B.c(Y2)=0.5mol·
L-1
C.c(X2)=0.2mol·
L-1D.c(Y2)=0.6mol·
解析 若反应向正反应方向进行,0.1mol·
L-1X2与0.3mol·
L-1Y2完全转化可生成0.2mol·
L-1Z,这表明平衡时Z的浓度应小于0.4mol·
L-1;
若反应向逆反应方向进行,
0.2mol·
L-1Z全部分解转化生成0.1mol·
L-1X2和0.3mol·
L-1Y2,这表明平衡时X2的浓度应小于0.2mol·
L-1,Y2的浓度应小于0.6mol·
L-1。
答案 B
11.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积减小一半 ③保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大 ④保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大
A.①②B.②③
C.①③D.③④
解析 C为固态物质,增加其用量对反应速率几乎无影响;
容器的体积减小,则体系的压强增大,反应速率增大;
充入氮气使体系的压强增大,但由于容器体积不变,反应混合物中各成分的浓度不变,所以化学反应速率不变;
保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大,反应混合物中各成分的浓度减小,反应速率变慢。
12.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的电极反应如下:
X极:
O2+2H2O+4e-===4OH-;
Y极:
2H2+4OH--4e-===4H2O
下列判断正确的是( )
A.X是正极,发生氧化反应
B.该电池可用稀硫酸作为电解质溶液
C.供电时Y极附近的酸性减弱
D.使用时若生成1molH2O则转移2mol电子
解析 X极发生还原反应,A不正确;
由Y极电极反应式可知,电池应用碱液作电解质溶液,OH-被消耗,酸性增强,B、C都不正确;
X、Y两极反应式加和为:
===2H2O,每生成1molH2O转移2mol电子。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(14分)
(1)下列反应中,属于放热反应的是________(填序号,下同),属于吸热反应的是________。
①煅烧石灰石 ②木炭燃烧 ③炸药爆炸 ④酸碱中和 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池,此电池的负极是________,负极的电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25g,铜表面析出了氢气________L(标准状况),导线中通过________mol电子。
(4)某化学反应,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,若E1>E2,则该反应为________热反应,该反应过程可以看成__________________________________________。
中和反应都是________热反应,其实质是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)②③④⑤⑥ ①
(2)铜 Cu-2e-===Cu2+ (3)1.12 0.1 (4)放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的H+与碱电离出的OH-结合生成弱电解质水:
H++OH-===H2O
14.(14分)下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题:
(1)该装置将________能转化为________能,电流方向为________(填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生____________反应,其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式:
____________________________________________。
(4)若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为________。
解析
(1)该装置没有外加电源,是一个原电池,把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反,所以电流方向为b→a。
(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应,由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应,因此催化剂a表面SO2发生氧化反应,催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近酸性减弱。
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极方程式为SO2+2H2O-2e-===SO
+4H+。
(4)催化剂a处的反应为:
SO2+2H2O-2e-===SO
+4H+,催化剂b处的反应为:
O2+2H++2e-===H2O,总方程式为:
SO2+H2O+
O2===H2SO4,设加入的SO2为xg,H2O为yg,则生成硫酸的质量为
,反应后水的质量为y-
,根据硫酸的浓度仍为49%,可以求得x∶y=8∶15。
答案
(1)化学 电 b→a
(2)还原 减弱
(3)SO2+2H2O-2e-===SO
+4H+
(4)8∶15
15.(14分)经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题:
(1)定性分析:
如图甲可通过观察____________________________________________,
定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________________________________________________________________________,
写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式:
______________________。
(2)定量分析:
如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。
图中仪器A的名称为________,实验中需要测量的数据是________________________________________________________________________
答案
(1)反应产生气泡的快慢 控制阴离子相同,排除阴离子的干扰 2H2O2
2H2O+O2↑
(2)分液漏斗 收集40mL气体所需要的时间
16.(10分)
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
锌片上发生的电极反应_____________________________________________________;
银片上发生的电极反应_____________________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);
②通过导线的电量。
(已知NA=6.02×
1023mol-1,电子电荷为1.60×
10-19C)
解析
(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,锌片作负极,其电极反应为:
Zn-2e-===Zn2+;
银片作正极,其电极反应为:
2H++2e-===H2↑。
电池总反应式为:
Zn+2H+===Zn2++H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。
①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
65g 22.4L
60g-47g=13g x
x=13g×
22.4L·
mol-1÷
65g·
mol-1=4.48L。
②反应消耗的锌为13g÷
mol-1=0.20mol
1molZn变为Zn2+时,转移2mole-,则通过的电量为0.20mol×
2×
6.02×
1023mol-1×
1.6×
10-19C=3.9×
104C。
答案
(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)①4.48L ②3.9×
104C
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