河北省石家庄市第四中学高中化学第六章 化学反应与能量复习题及答案Word下载.docx
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2.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·
【答案】B
若反应向正反应进行,假定完全反应,则:
X2(g)+3Y2(g)
2Z(g)
起始量(mol/L)0.10.30.2
变化量(mol/L)0.10.30.2
平衡量(mol/L)000.4
若反应逆反应进行,假定完全反应,则:
平衡量(mol/L)0.20.60
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0<c(Y2)<0.6,0<c(Z)<0.4,B正确、ACD错误;
答案选B。
【点晴】
化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,解答的关键是利用可逆反应的不完全性,运用极限假设法解答。
3.化学反应中能量变化,通常表现为热量的变化,如Ba(OH)2·
8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量,在化学上叫做吸热反应。
其原因是
A.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B.反应物所具有的总能量低于生成物具有的总能量
C.在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D.在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
如果反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应,反之是吸热反应,答案选B。
4.下列反应属于氧化还原反应,而且△H>0的是()
A.铝片与稀H2SO4的反应B.
与
的反应
C.灼热的木炭与CO2的反应D.甲烷在O2中的燃烧反应
【答案】C
A.铝片与稀H2SO4的反应中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应;
反应发生放出热量,反应属于放热反应,故△H<0,A不符合题意;
B.
反应吸收热量,属于吸热反应;
反应过程中元素化合价没有发生变化,故反应属于非氧化还原反应,B不符合题意;
C.灼热的木炭与CO2反应产生CO,反应发生吸收热量;
反应过程中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,C符合题意;
D.甲烷在O2中的燃烧,放出热量,属于放热反应;
反应过程中有元素化合价的变化,因此反应属于氧化还原反应,D不符合题意;
故合理选项是C。
5.如图所示进行实验,下列说法不正确的是
A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转
D.装置乙中负极的电极反应式:
Zn-2e-===Zn2+
A.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,铜片作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生,故A正确;
B.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气没有形成原电池,故B错误;
C.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,所以锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,故C正确;
D.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,锌片的活泼性大于铜片的活泼性,所以锌片作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式:
Zn-2e-═Zn2+,故D正确;
故选B。
【点睛】
准确理解原电池原理是解题关键,装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,锌片的活泼性大于铜片的活泼性,所以锌片作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,铜片作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,据此分析。
6.某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液研究原电池,并对实验进行了拓展,以下实验记录错误的是
A.铜片上有气泡产生,锌片逐渐溶解
B.电子在溶液中从Cu电极流向Zn电极
C.把铜片换成石墨,实验现象相同D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液,电流计指针依然偏转
以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液构成的原电池中,金属锌做负极,金属铜做正极。
A.铜片正极上会析出氢气即有气泡产生,负极锌片逐渐溶解,故A不选;
B.电子不能经过电解质,而是沿导线从负极流向正极,故B选;
C.把铜片换成石墨,仍具备原电池的构成条件,会产生电流,锌做负极,石墨做正极,电极上生成氢气,故C不选;
D.以Zn和Cu为电极,硫酸铜为电解质溶液,发生的氧化还原反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,仍具备原电池的构成条件,可以形成原电池,会产生电流,故D不选;
故选:
B。
7.在2L密闭容器中,把2molX和2molY混合,发生如下反应:
3X(g)+Y(g)
nP(g)+2Q(g),当反应经2min达到平衡,测得P的浓度为0.8mol/L,Q的浓度为0.4mol/L,则下列判断中,不正确的是()
A.n=4B.X的转化率为60%
C.X的平衡浓度为0.4mol/LD.2min内Y的平均速率为0.4molL-1min-1
据题意,可列出三段式:
,据此回答;
A.化学计量数之比等于转化量之比,则n=4,A正确;
B.据分析,
=60%,B正确;
C.据分析,X的平衡浓度为0.4mol/L,C正确;
D.2min内Y的平均速率为
,D不正确。
答案选D。
8.原电池是化学电源的雏形。
关于如图所示原电池的说法正确的是
A.能将电能转化为化学能
B.电子从锌片经导线流向铜片
C.锌片为正极,发生氧化反应
D.铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中,锌为负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为Zn-2e-═Zn2+,铜为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,电池工作时,电子从负极锌沿导线流向正极铜,内电路中阳离子移向正极Cu,阴离子移向负极Zn,据此解答。
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中,锌为负极,发生失去电子的氧化反应,铜为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为2H++2e−=H2↑,电池工作时,电子从负极锌沿导线流向正极铜,
A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A错误;
B.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中,锌为负极,铜为正极,电池工作时,电子从负极锌沿导线流向正极铜,故B正确;
C.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中,锌为负极,铜为正极,负极上发生失去电子的氧化反应,故C错误;
D.原电池中,铜为正极,电极反应式为2H++2e−=H2↑,故D错误;
故答案选:
9.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应
,下列不能说明该反应已达到平衡状态的是()
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率
B.混合气体的颜色不再改变
C.反应容器中的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
【答案】A
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率之比等于2:
1时,反应达到平衡状态,符合题意,A正确;
B.NO为无色,NO2为红棕色,当混合气体的颜色不再改变,说明NO2的浓度不变,即反应达到平衡状态,不符合题意,B错误;
C.反应前后气体的化学计量数之和不相等,随着反应的进行,容器中的压强不断变化,当容器中的压强不再改变时,说明反应已达到平衡状态,不符合题意,C错误;
D.反应前后气体的化学计量数之和不相等,气体的质量始终不变,随着反应的进行,气体的物质的量不断变化,当气体的物质的量不再改变时,混合气体的平均摩尔质量不再变,说明反应已达到平衡状态,不符合题意,D错误;
答案选A。
混合气体的平均摩尔质量=
。
10.将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。
则下列说法正确的是
A.OH-由A端移向B端
B.0<V≤22.4L时,电池总反应的化学方程式为CH4+2O2+KOH=KHCO3+2H2O
C.22.4L<V≤44.8L时,负极电极反应为:
CH4+9CO32-+3H2O-8e-=10HCO3-
D.V=33.6L时,溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)
【解析】
n(KOH)=2mol/L×
1L=2mol,可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。
A、燃料电池中,通入CH4的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,在原电池中阴离子向负极移动,OH-由B端移向A端,故A错误;
B、当0<V≤22.4L时,0<n(CH4)≤1mol,则0<n(CO2)≤1mol,只发生反应①②,且KOH过量,则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,故B错误;
C、当22.4L<V≤44.8L,1mol<n(CH4)≤2mol,则1mol<n(CO2)≤2mol,发生反应①②③,得到K2CO3和KHCO3溶液,则负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-,故C正确;
D、当V=33.6L时,n(CH4)=1.5mol,n(CO2)=1.5mol,则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O,则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液,则c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-),故D错误;
故选C。
本题考查了燃料电池的工作原理重要考点,计算要求的综合性较强,本题难度较大。
解答本题,要理清思路:
燃料电池中,通入燃料的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,n(KOH)=2mol/L×
1L=2mol,可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;
根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量,结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。
11.将V1mL1.0mol•L-1NaOH溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。
下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明热能可以转化为化学能
C.HCl溶液的浓度约是1.5mol•L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
A.由图可知,温度为22℃时,已经加入了5mLNaOH溶液,而中和反应为放热反应,则该实验开始温度低于22℃,故A错误;
B.由图可知该反应是一个放热反应,表明化学能可以转化为热能,故B错误;
C.由图可知,NaOH溶液体积为30mL时,溶液温度最高,说明NaOH溶液和HCl溶液恰好完全反应,由V1+V2=50mL可知HCl溶液的体积为20mL,由反应方程式可知V1c(NaOH)=V2c(HCl),解得c(HCl)为1.5mol•L-1,故C正确;
D.八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成,该反应是吸热反应,故D错误;
12.反应2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2放出166kJ的热量,该反应的速率表达式为v=k•cm(NO)•cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:
①2NO+H2═N2+H2O2(慢)
②H2O2+H2═2H2O(快)
T℃时测得有关实验数据如下:
序号
c(NO)/mol•L-1
c(H2)/mol•L-1
速率/mol•L-1•min-1
Ⅰ
0.0060
0.0010
1.8×
10-4
Ⅱ
0.0020
3.6×
Ⅲ
3.0×
10-5
Ⅳ
1.2×
下列说法错误的是
A.整个反应速度由第①步反应决定
B.正反应的活化能一定是①<②
C.该反应速率表达式:
v=5000c2(NO)•c(H2)
D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ•mol-1
A.①2NO+H2═N2+H2O2(慢),②H2O2+H2═2H2O(快),反应历程中反应慢的决定反应速率,整个反应速度由第①步反应决定,故A正确;
B.反应①难以进行,说明反应的活化能高,正反应的活化能一定是①>②,故B错误;
C.比较图表Ⅰ、Ⅱ数据可知NO浓度不变,氢气浓度增大一倍,反应速率增大一倍,Ⅲ、Ⅳ数据分析,H2浓度不变,NO浓度增大一倍,反应速率增大到4倍,据此得到速率方程,v=Kc2(NO)•c(H2),依据Ⅰ中数据计算K=5000,则速率方程v=5000c2(NO)•c(H2),故C正确;
D.反应2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2放出166kJ的热量,生成28gN2放热664KJ,热化学方程式为:
2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ•mol-1,故D正确;
13.H2能在Cl2中燃烧生成HCl,HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。
图为H2、Cl2和HCl三者相互转化的微观过程示意图,下列说法正确的是
A.过程1放热B.过程2吸热C.过程3放热D.过程4放热
化学反应的过程中存在化学键的断裂与形成,其中键断裂吸热,键形成放热,图中过程1是吸热过程,过程2是放热过程,氢气在氯气中燃烧是放热过程,而氯化氢的分解是吸热过程,故答案为C。
14.一定温度下的恒容密闭容器中,反应A2(g)+B2(g)
2AB(g)达到平衡的标志是
A.速率之比ν(A2):
ν(B2):
ν(AB)=1:
1:
2
B.浓度之比c(A2):
c(B2):
c(AB)=1:
C.单位时间内生成2nmolAB,同时消耗nmolA2
D.各物质的浓度不再改变
A.它们的速率之比虽然等于化学计量数之比,但并不能表示正反应速率和逆反应速率相等,所以A不正确;
B.平衡状态下的各组分的浓度之比通常不等于化学计量数之比,只有它们的浓度不持不变状态才是平衡状态,所以B不正确;
C.单位时间内生成2nmolAB,同时消耗nmolA2,只描述了正反应速率,不能表示正反应速率与逆反应速率相等,所以C不正确;
D.各物质的浓度不再改变,说明各组分的百分含量保持不变了,所以是平衡状态。
一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断;
一是看正反应速率是否等于逆反应速率,两个速率必须能代表正、逆两个方向,然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比,具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率;
二是判断物理量是否为变量,变量不变达平衡。
15.科学家近期研发出如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列有关叙述错误的是
A.b电极不可用石墨替代Li
B.正极反应为:
Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
C.电池总反应为:
Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4
D.放电时,溶液中Li+从a向b迁移
锂离子电池中,b为Li,失去电子,作负极,LiMn2O4为正极;
充电时Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子,据此分析。
A.C不能失电子,故b电极不可用石墨替代Li,A项正确;
B.正极发生还原反应,Li1-xMn2O4得电子被还原,电极反应为:
Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4,B项正确;
C.Li失电子,Li1-xMn2O4得电子,生成的产物为LiMn2O4,电池的总反应为:
Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4,C项正确;
D.放电时,阳离子移动到正极,即从b向a迁移,D项错误;
16.可逆反应
,在一定条件下达到平衡状态。
在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.维持温度、反应体系容积不变,
时充入
B.维持温度、压强不变,
C.维持体积不变,
时升高反应体系温度
D.维持温度、容积不变,
时充入一定量Ar
在t1时刻,改变条件后,正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡逆向移动,据此解答。
A.维持温度、反应体系容积不变,
,
时逆反应速率增大、正反应速率不变,故A不选;
B.维持温度、压强不变,
时逆反应速率增大,且体积增大导致正反应速率减小,故B选;
C.维持体积不变,
时升高反应体系温度,正逆反应速率均增大,与图象不符,故C不选;
D.维持温度、容积不变,
时充入一定量Ar,反应体系中各物质浓度不变,正逆反应速率均不变,故D不选;
17.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)2X(g)
Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g)
C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时:
①混合气体的密度;
②反应容器中生成物的百分含量;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比;
④混合气体的压强⑤混合气体的总物质的量。
其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态是()
A.①②③B.①②③⑤C.①②③④D.①②③④⑤
①甲乙均有固体参与反应,混合气体的密度不变,能作平衡状态的标志,正确;
②反应容器中生成物的百分含量不变,说明各组分的量不变,达平衡状态,正确;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正逆反应速率相等,正确;
④乙混合气体的压强始终不变,不能判定反应是否达到平衡状态,错误;
⑤乙混合气体的总物质的量始终不变,不能判定反应是否达到平衡状态,错误;
综上,正确为①②③,答案选A。
本题考查了化学平衡状态的判断,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0,根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态
18.一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示。
则下列对该反应的推断合理的是()
A.该反应的化学方程式为6A+2D
3B+4C
B.0~1s内,v(A)=v(B)
C.0~5s内,B的平均反应速率为006mol·
L-1·
s-1
D.5s时,v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
由图像可知,A、D物质增加为生成物,B、C物质减少为反应物,根据变化的物质的量之比与系数之比相等写出化学方程式;
,以此计算化学反应速率。
A.由图可知,反应达到平衡时A物质增加了1.2mol,D物质增加了0.4mol、B物质减少了0.6mol、C物质减少了0.8mol,故A、D为生成物,B、C为反应物,该反应的化学方程式为
,A项错误;
B.0~1s内,A、B的物质的量变化量不等所以
,B项错误;
C.0~5s内,B的平均反应速率
,C项正确;
D.5s时反应达到了化学平衡状态,
,D项错误;
C。
19.光电池在光照条件下可产生电流,如图装置可以实现光能源的充分利用,双极性膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。
下列说法不正确的是()
A.该装置可利用光能实现水的分解
B.光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均基本不变
C.再生池中的反应为2V2++2H+
2V3++H2↑
D.每有1molOH-通过双极性膜,可产生5.6L(标准状况)的O2
由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极,反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极反应式为2V3++2e-=2V2+,双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气,反应方程式为2V2++2H+
2V3++H2
↑。
A.由图可知,该装置将光能转化为化学能并分解水,故A正确;
B.双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性,则光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均发生改变,故B错误;
C.由分析知,再生池中的反应为2V2++2H+
2V3++H2↑,故C正确;
D.阳极区反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,每有1molOH-通过双极性膜,生成0.25molO2,其标准状况下体积为5.6L,故D正确;
故答案为B。
20.在密闭容器中进行下列反应:
X2 (g)+Y2(g)⇌2Z(g)。
已知X2、Y2和Z的起始浓
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