山东肥城市泰西中学化学第六章 化学反应与能量测试试题2.docx
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山东肥城市泰西中学化学第六章化学反应与能量测试试题2
山东肥城市泰西中学化学第六章化学反应与能量测试试题
一、选择题
1.电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁-次氯酸钠燃料电池,电池总反应为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。
下列说法正确的是
A.图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B.图乙中Cr2O72-向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合,转化成Cr(OH)3除去
C.图乙电解池中,若有0.84g阳极材料参与反应,则阴极会有168mL(标准状况)的气体产生
D.若图甲燃料电池消耗0.36g镁产生的电量用以图乙废水处理,理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【答案】A
【详解】
A.该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,负极反应为Mg-2e-=Mg2+,电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应,则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓,A正确;
B.图乙中惰性电极为阴极,Fe电极为阳极,则Cr2O72-离子向金属铁电极移动,与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去,B错误;
C.图乙的电解池中,阳极反应式是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑,则n(Fe)=
=0.015mol,阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L,C错误;
D.由电子守恒可知,Mg~2e-~Fe2+,由原子守恒可知Fe2+~Fe(OH)3↓,则n(Mg)=
=0.015mol,理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g,D错误;
答案选A。
2.下列反应属于放热反应的是
A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B.能量变化如图所示的反应
C.化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应
D.燃烧反应和中和反应
【答案】D
【分析】
反应物总能量大于生成物总能量,或反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的热量,该反应为放热反应,据此进行分析。
【详解】
A项,氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应,故A不选;
B项,生成物的总能量比反应物的总能量大,为吸热反应,故B不选;
C项,化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应为吸热反应,故C不选;
D项,可燃物的燃烧以及酸碱中和反应都属于放热反应,故D可选;
故答案选D。
3.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
【答案】D
【分析】
据题意,可列出三段式:
,据此回答;
【详解】
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。
4.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。
该反应历程示意如下:
下列说法不正确的是
A.该反应遵循质量守恒定律B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
C.①→②吸收能量并形成了C—C键D.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
【答案】C
【详解】
A.该反应总反应为CH4+CO2
CH3COOH,反应遵循质量守恒定律,故A项说法正确;
B.图中变化可知,甲烷在催化剂作用下经过选择性活化,其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键,必有C−H键发生断裂,故B项说法正确;
C.①→②的焓值降低,过程为放热过程,有C−C键形成,故C项说法错误;
D.由图可知,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%,故D项说法正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。
5.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
【答案】B
【分析】
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。
【详解】
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:
B。
6.锌—空气电池(原理如右图)适宜用作城市电动车的动力电源。
该电池放电时Zn转化为ZnO。
该电池工作时下列说法正确的是
A.氧气在石墨电极上发生氧化反应
B.该电池的负极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
C.该电池放电时OH-向Zn电极移动
D.若Zn电极消耗6.5g,外电路转移0.1mole-
【答案】C
【详解】
A.氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.锌作负极,碱性条件下,负极上电极反应式为:
,故B错误;
C.原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,即OH-向Zn电极移动,故C正确;
D.若Zn电极消耗6.5g,外电路转移0.2mole-,故D错误;
故选:
C。
7.1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)
bZ(g),反应达到平衡后,测得X的转化率为50%。
而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4,则a和b的数值可能是
A.a=l,b=2B.a=2,b=1C.a=2,b=2D.a=3,b=2
【答案】D
【分析】
1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)⇌bZ(g)。
反应达到平衡后,测得X的转化率为50%.而且,在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比,讨论分析判断得到a、b的取值。
【详解】
X(g)+aY(g)⇌bZ(g)。
起始量(mol) 1 a 0
变化量(mol) 0.5 0.5a 0.5b
平衡量(mol)0.5 0.5a 0.5b
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比,在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的
,即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量
,则得到;(0.5+0.5a+0.5b):
(1+a)=3:
4,计算得到:
2b=a+1,依据选项中的取值分析判断,a=3,b=2符合计算关系。
故选D。
8.一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
2
4
6
8
n(SO3)/mol
0
0.8
1.4
1.8
1.8
下列说法正确的是()
A.反应在前2s的平均速率v(O2)=0.4mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,体积压缩到1.0L,平衡常数将增大
C.相同温度下,起始时向容器中充入4molSO3,达到平衡时,SO3的转化率小于10%
D.保持温度不变,向该容器中再充入2molSO2、1molO2,反应达到新平衡时
减小
【答案】C
【详解】
A.根据表格中数据可知,当n(SO3)=1.8mol,该反应达到平衡状态,反应在前2s的平均速率v(SO3)=0.8mol÷2L÷2s=0.2mol·L-1·s-1,同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,v(O2)=0.5v(SO3)=0.5×0.2mol·L-1·s-1=0.1mol·L-1·s-1,故A错误;
B.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,与压强、物质浓度都无关,故B错误;
C.原平衡,SO2的转化率为1.8mol÷2mol×100%=90%。
若起始时向容器中充入2molSO3时,将建立等效平衡,SO3的转化率等于10%,相同温度下,起始时充入4molSO3,相当于对原平衡加压,SO3的转化率减小,应小于10%,故C正确;
D.保持温度不变,向该容器中再充入2molSO2、1molO2,相当于缩小容器的体积,增大了压强,平衡正向移动,三氧化硫的物质的量增加,氧气的物质的量减少,所以
增大,故D错误。
故选C。
9.下列关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是()
A.图1所示的装置能将化学能转变为电能
B.图2所示的反应为吸热反应
C.中和反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
D.化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成
【答案】D
【详解】
A.图1所示的装置没形成闭合回路,不能形成原电池,没有电流通过,所以不能把化学能转变为电能,选项A错误;
B.图2所示的反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应,选项B错误;
C.中和反应是放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量,选项C错误;
D.化学反应总是伴随着能量变化,断键需要吸收能量,成键放出能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,选项D正确;
答案选D。
10.某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度,设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1mo1・L-1),最合理的方案是
A.方案1B.方案2C.方案3D.方案4
【答案】D
【详解】
KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2+和I2,反应的离子方程式为2Fe3++2I-═2Fe2++I2,反应后的溶液中加入CCl4,如有机层呈紫红色,则说明生成碘;向含Fe3+的溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色,这是Fe3+的特殊反应,所以可滴加KSCN溶液,溶液显血红色,发生Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3,就说明Fe3+没有反应完,故D正确。
11.下列说法正确的是( )
A.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
B.C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g),气体的总物质的量不再改变不能说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?
)+B(g)⇌2C(?
)已达平衡,则A、C不能同时是气体
D.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,Q2等于Q1
【答案】D
【详解】
A.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积增大压强,则正逆反应速率均增大,A错误;
B.C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g),气体的总物质的量会随着反应而变化,当其不再改变时则能说明反应已达平衡,B错误;
C.2A(?
)+B(g)⇌2C(?
)的两边,气体分子总数不可能相等,故不管A、C是什么状态,若压强不再随时间变化均能说明反应2A(?
)+B(g)⇌2C(?
)已达平衡,C错误;
D.设合成氨反应中消耗1molN2和3molH2同时生成2molNH3时,放出热量为Q,则热化学方程式为:
,消耗2molNH3同时生成1molN2和3molH2时,吸收热量为Q,则热化学方程式为:
,当1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1=0.1Q,在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2=0.1Q,D正确;
答案选D。
12.在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g)。
2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.8mol·L-1。
下列判断错误的是( )
A.x=4B.2min内B的反应速率为0.1mol·(L·min)-1
C.混合气体密度不变,则表明该反应已达到平衡状态D.B的转化率为40%
【答案】C
【解析】
【详解】
根据化学平衡三段式列式计算,平衡时C的浓度为0.8mol·L-1,物质的量为1.6mol
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g)
起始量(mol)3100
变化量(mol)1.20.41.60.8
平衡量(mol)1.80.61.60.8
依据上式分析计算:
A、根据浓度变化量之比等于化学计量数之比可知x=4,故A正确;
B、2min内B的反应速率=0.4mol/(2L·2min)=0.1mol·(L·min)-1,故B正确;
C、反应前后气体总质量不变,混合气体密度不变,不能表明该反应已达到平衡状态,故C错误;
D、B的转化率=0.4mol/1mol=0.4,即B的转化率为40%,故D正确;故选C.
【点睛】
本题考查化学平衡的有关计算、转化率的有关计算、平衡状态的判断等,难度中等,注意平衡状态的判断,选择判断的物理量应随反应发生变化,该物理量不再变化,说明到达平衡。
解题关键:
依据化学平衡的三段式计算进行分析,结合题中各量列式计算判断;A、利用物质的量之比等于化学计量数之比计算x的值;B、根据平衡浓度的变化量求出速率;C、容器的容积不变,混合气体的质量不变,密度不变,不能判断是否达到平衡。
D、利用转化率定义计算。
13.工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度的发挥原材料的价值。
下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程:
下列说法不正确的是
A.用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B.若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,将不能得到高纯度产品
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
2
【答案】A
【详解】
A.Na2CO3溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去,但不能除去表面的铁锈,故A错误;
B.废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子,形成亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品,其中会混入氧化铁杂质,故B正确;
C.根据B的分析,加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故C正确;
D.根据最终产品为四氧化三铁,其中Fe2+和Fe3+的数目比为1:
2,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
2,故D正确;
故选A。
14.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO,MgSO3(s)+CO(g)
MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0。
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量(忽略体积)
CO的转化率
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】
A、△H>0,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳浓度增大,混合气体的密度增大,故A正确;
B、
平衡常数只与温度有关,温度不变常数不变,增加CO的物质的量,CO2与CO的物质的量之比不变,故B错误;
C、平衡常数只与温度有关,温度不变常数不变,故C错误;
D、MgSO4是固体,增加固体质量,平衡不移动,CO的转化率不变,故D错误;
答案选A。
15.425℃时,在两个1L密闭容器中分别发生化学反应,物质的浓度随时间的变化如图所示。
下列叙述错误的是()
A.图①中t0时,三种物质的物质的量相等
B.图①中
时,反应达到平衡状态
C.图②中的可逆反应为2HI(g)
H2(g)+I2(g)
D.图①②中,当c(HI)=3.16mol/L时,两容器中的反应均达到平衡状态
【答案】B
【分析】
图①中
时,三种物质的物质的量浓度相等,此时还未达到平衡;由图②可知该图表示的可逆反应为
,当浓度不再变化时反应达到平衡状态。
【详解】
A.图①中
时,三种物质的物质的量浓度相等,由于体系恒容,所以三者的物质的量也相等,故A项正确;
B.图①中
时,三种物质的物质的量浓度相等,但
后各物质的物质的量浓度发生改变,即
时反应没有达到平衡状态,故B项错误;
C.由图②可知,该图表示的可逆反应为
,故C项正确;
D.图①、②中,当
时,两容器中的反应均达到平衡状态,故D项正确;
故答案选:
B。
16.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、NO2两种气体。
将一定量废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收,溶液中生成的NO3-、NO2-两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x
变化关系可用图所示。
已知溶液中可发生以下两个反应:
①NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2;
②2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
下列说法正确的是
A.图中线段a表示NO3-离子
B.随x值增大,溶液中n(NO3-)+n(NO2-)增大
C.x=0.6时,反应中可收集到标准状况下CO244.8L
D.若测得所得溶液中n(NO3-)为0.5mol,则x值为0.75
【答案】D
【分析】
由方程式和图象可知,NO单独不能被吸收:
①当NO和NO2混合气体被NaOH溶液恰好完全吸收,满足n(NO2):
n(NO)=1,即x=0.5,此时只生成NO2-,n(NO3-)=0,n(NO2-)=2mol,所以a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子;
②当气体只有NO2时,即x=1,发生反应2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,此时生成n(NO3-)=n(NO2-)=1mol;
③由x=0.5和x=1可知,一定量废气中n(NO2)≥n(NO),并且n(NO2)+n(NO)=2mol,生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol;
④反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C),即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol,所以n(CO2)=1mol;
综上可知:
2mol废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收,即n(NO2)≥n(NO),生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol;n(CO2)=1mol;a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子。
【详解】
A.当x=0.5时,只发生反应NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2,n(NO3−)=0,n(NO2−)=2mol,所以a曲线表示NO2−离子、b曲线表示NO3−离子,故A错误;
B.当x=0.5时,只生成NO2−,n(NO2−)=2mol;当x=1只发生反应2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,此时生成n(NO3−)=n(NO2−)=1mol,根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol,即溶液中n(NO3−)+n(NO2−)不变、始终等于2mol,故B错误;
C.由于废气中n(NO2)⩾n(NO),并且n(NO2)+n(NO)=2mol,根据反应①②可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol,即n(CO2)=1mol,标准状况下体积为22.4L,故C错误;
D.设n(NO2)=a,n(NO)=b,则a+b=2mol,发生反应①余下NO2的物质的量为(a−b)mol,发生反应②生成n(NO3−)=0.5(a−b)=0.5 mol,即a−b=1mol,联立方程组解得a=1.5mol,b=0.5mol,废气中NO2的物质的量分数x=
×100%=75%,故D正确;
答案选D。
17.一定条件下,对于可逆反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0,单位mol/L),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L,则下列判断不正确的是
A.c1∶c2=1∶3B.平衡时Y和Z的生成速率之比为3∶2
C.X、Y的转化率之比等于1:
3D.c2的取值范围为0<c2<0.42mol/L
【答案】C
【详解】
A.设X转化的浓度为x,若从正反应建立平衡,则
,
,若从逆反应建立平衡,则,
,故A正确;
B.平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:
2,故B正确;
C.按A分析,反应前后X、Y气体的浓度比为1:
3、化学方程式中化学计量数之比为1:
3,所以达到平衡状态时,转化率相同,故C错误;
D.反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如从正反应建立平衡,则消耗X小于0.04mol⋅L−1、消耗X小于0.12mol⋅L−1,则c2<0.12mol⋅L−1+0.3mol⋅L−1=0.42mol⋅L−1,如反应从逆反应建立平衡,按已知条件,0 答案选C。 18.已知NO2和N2O4可以相互转化 ,反应每生成1moN2O4 ,放出24.2kJ的热量.在恒温条件下,将一定量的NO2和N2O4混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图.下列说法正确的是() A.前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.02mol/(L·min) B.图中a、b、c、d四个点中,a、c两点的v正≠v逆 C.反应进行到10min时放出的热量为9.68kJ D.25min时,导致物质浓度变化的原因是将密
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- 山东肥城市泰西中学化学第六章 化学反应与能量 测试试题2 山东 肥城市 中学化学 第六 化学反应 能量 测试 试题