甘肃省兰州市第一中学化学第六章 化学反应与能量知识归纳总结含答案解析1.docx
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甘肃省兰州市第一中学化学第六章化学反应与能量知识归纳总结含答案解析1
甘肃省兰州市第一中学化学第六章化学反应与能量知识归纳总结含答案解析
一、选择题
1.一定温度下,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)
【答案】C
【分析】
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。
【详解】
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;
故答案选:
C。
2.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.铝片与盐酸的反应B.灼热的碳与CO2的反应
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】B
【详解】
A.金属与酸的反应属于放热反应,故A错误;
B.灼热的碳与CO2的反应为吸热反应,且C元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故B正确;
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为放热反应,但没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故C错误;
D.甲烷在氧气中燃烧属于放热反应,故D错误;
故选B。
【点睛】
本题考查氧化还原反应和吸热反应,为高考高频考点,侧重反应类型判断的考查。
常见的吸热反应有:
Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应、大多数的分解反应、C(或氢气)参加的氧化还原反应等。
3.对于可逆反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到平衡时,4v(O2)正=5v(NO)逆
B.达到平衡状态后,NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比为4:
5:
4:
6
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,则反应速率增大
D.若单位时间生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】
A.达到平衡时,4v(O2)正=5v(NO)逆,说明正逆反应速率相等,选项A正确;
B.到达平衡时,反应混合物的物质的量关系与起始投入量及转化率有关,达到化学平衡时,NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比不一定为4∶5∶4∶6,选项B错误;
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,相当于减小压强,则反应速率减小,选项C错误;
D.若单位时间生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,都是指正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,则反应不一定达到平衡状态,选项D错误。
答案选A。
4.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。
下列结论不正确的是
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.反应4~6分钟平均反应速率最小
C.反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
【答案】A
【详解】
A.该曲线斜率表示单位时间内产生二氧化碳的量,即二氧化碳产生速率,由图可知,2~4min内斜率较大,因此2~4min内平均反应速率最大,故A项结论错误;
B.同A项原理可知,反应4~6min平均反应速率最小,故B项结论正确;
C.随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使反应速率降低,由图象可知,0~2min反应刚开始,温度较低此时反应速率由氢离子浓度决定,2~4min速率最快,2~4min温度对反应速率起主要作用,开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大,故C项结论正确;
D.反应4min后,温度较高,但此时反应速率降低,是因为随反应进行氢离子浓度降低,故D项结论正确;
综上所述,结论错误的是A项,故答案为A。
5.在密闭容器中进行如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为0.4mol/L
B.SO2为0.25mol/L
C.SO2、SO3均为0.15mol/L
D.SO3为0.4mol/L
【答案】B
【分析】
该反应为可逆反应,若该反应从正反应方向开始,SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3mol/L、0mol/L,若该反应从逆反应方向开始,SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L,由于反应为可逆反应,则各物质的浓度一定小于最大浓度,以此来解答。
【详解】
A项、由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol/L,故A错误;
B项、由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol/L,大于0,则可能为0.25mol/L,故B正确;
C项、SO3、SO2浓度均为0.2mol/L,无论从正反应开始,还是从逆反应开始,只能是一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L,故C错误;
D项、由于反应为可逆反应,SO3的浓度一定小于0.4mol/L,故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查可逆反应,注意可逆反应的特点为不完全转化性,学会利用极限转化的思想来分析物质的最大浓度,但实际浓度一定小于最大浓度是解答关键。
6.电动汽车以锂电池提供动力,锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。
某锂电池的电池反应为:
xLi+Li3-xNiCoMnO6
Li3NiCoMnO6,下列说法正确的是
A.该电池的充、放电过程互为可逆反应
B.充电时主要为化学能转化为电能
C.放电过程中,Li+向电池的正极移动
D.充电时,电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连
【答案】C
【详解】
A.对电池充电是在外接电源的情况下,使其逆向进行,而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的,二者进行的条件不同,充、放电也不是同时发生的,所以二者不是可逆反应,故A错误;
B.充电时,电能转化为化学能,故B错误;
C.原电池放电过程中,电池内部的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以Li+向电池的正极移动,故C正确;
D.充电时,电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连,故D错误。
答案为C。
7.下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片,在酒精灯火焰上加热,
铝不能滴落下来,好像有一层膜兜着
铝熔点高,没能熔化
B
将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧
集气瓶口上方有白烟生成
H2、Cl2化合生成HCl
C
取两支试管,分别放入一小片打磨过的铝片,再分别加入3mL20%的盐酸和氢氧化钠溶液
都有气体产生
前者生成氢气,后者生成氧气
D
相同温度条件下,向两支试管中分别加入2mL质量分数为3%和6%的H2O2溶液,再分别加入等量二氧化锰粉末,比较H2O2的分解速率
6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快
相同条件浓度大H2O2分解速率快
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.铝不能滴落下来,好像有一层膜兜着并不是因为铝熔点高,而是因为加热时铝与氧气反应生成熔点很高的氧化铝,故A错误;
B.生成的HCl气体与空气中的水蒸气凝结成小液滴,出现白雾并不是白烟,故B错误;
C.铝和盐酸或者氢氧化钠反应生成的气体均为氢气,故C错误;
D.两支试管中只有H2O2溶液的浓度不同,其他条件完全相同,6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快,可以说明相同条件浓度大H2O2分解速率快,故D正确;
综上所述答案为D。
8.一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池如图所示,电极反应分别是:
锌片:
2Zn-4e-+4OH-===2ZnO+2H2O石墨:
2H2O+O2+4e-===4OH-下列说法中不正确的是()
A.电子从石墨经外电路流向锌片,电解质溶液为酸性溶液
B.锌片是负极,石墨是正极
C.电池总反应为2Zn+O2===2ZnO
D.该原电池工作一段时间后石墨附近溶液中的c(OH-)增大
【答案】A
【详解】
A.根据锌片电极反应式,锌片失去电子,锌片作负极,石墨作正极,根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,即电子从Zn→外电路→石墨,通过石墨电极反应式,得出此溶液显碱性或中性,故说法错误;
B.根据选项A的分析,故说法正确;
C.正负极电极反应式相加,得出2Zn+O2=2ZnO,故说法正确;
D.根据石墨电极反应式,产生OH-,c(OH-)增大,故说法正确。
9.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如图。
该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的碱性增强D.溶液中Cl-向正极移动
【答案】C
【分析】
镁、过氧化氢和海水形成原电池,镁做负极发生氧化反应,过氧化氢在正极上发生还原反应,过氧化氢做氧化剂被还原为OH-,溶液pH增大,原电池中阴离子移向负极。
【详解】
A.组成的原电池的负极被氧化,镁为负极,不是正极,故A错误;
B.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为氢氧根离子,发生还原反应,故B错误;
C.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为氢氧根离子,电极反应为,H2O2+2e-=2OH-,故溶液pH值增大,故C正确;
D.溶液中Cl-移动方向与同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动,故D错误;
答案选C。
10.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。
下列说法错误的是
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
【答案】D
【详解】
A.原电池工作时,Li+向正极移动,则a为正极,正极上发生还原反应,随放电的多少可能发生多种反应,其中可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4,故A正确;B.原电池工作时,转移0.02mol电子时,氧化Li的物质的量为0.02mol,质量为0.14g,故B正确;C.石墨能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,故C正确;D.电池充电时间越长,转移电子数越多,生成的Li和S8越多,即电池中Li2S2的量越少,故D错误;答案为D。
11.在一定条件下,向某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是()
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
【答案】B
【详解】
A.由于发生是从正反应方向开始的,所以开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零,正确;
B.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,因此正反应速率逐渐减小,逆反应的速率逐渐增大,最后当正反应与逆反应的速率相等时反应达到了平衡,但是不可能减小为零。
错误;
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,当增大到与正反应速率相等时,反应就达到了平衡状态而最后保持恒定,正确;
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,当达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等且都保持恒定,正确。
12.在一定温度时,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应:
,经5min后,测得容器内B的浓度减少了
,则下列叙述错误的是()
A.在5min内,该反应用C的浓度变化表示的反应速率为
B.在5min时,容器内D的浓度为
C.该可逆反应未达限度前,随反应的进行,容器内压强逐渐增大
D.5min时,容器内气体总的物质的量为3mol
【答案】D
【详解】
A.
,则在5min内,该反应用C的浓度变化表示的反应速率
,A正确;
B.由化学方程式知,相同时间内B的浓度减少值等于D的浓度增加值,则在5min时,容器内D的浓度为
,B正确;
C.
正方向是气体分子数目增加的反应,则该可逆反应未达限度前,随反应的进行,容器内气体的物质的量逐步增加,则压强逐渐增大,C正确;
D.
5min后,测得容器内B的浓度减少了
,则
,2x=1mol,x=0.5mol,则5min时,容器内气体总的物质的量为2-2x+x+2x=2.5mol,D错误;
答案选D。
13.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到平衡:
NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。
可以判断该反应已经达到平衡的是
A.2v(NH3)=v(CO2)B.容器中总压强不变
C.容器中混合气体的平均相对分子质量不变D.容器中氨气的体积分数不变
【答案】B
【详解】
A.当v(NH3)正=v(NH3)逆或v(NH3)正=2v(CO2)逆时,即该反应正反应和逆反应速率相等,已经达到平衡,2v(NH3)=v(CO2)不能表明正反应和逆反应速率相等,故A错误;
B.随着NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)不断进行,容器中总压强会有变化,当总压强不变时,则能表明气体总的物质的量、各成为的物质的量不再变化,该反应已经达到平衡,故B正确;
C.容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,因为混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:
1混合而成,故C错误;
D.容器中混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:
1混合而成,氨气的体积分数始终为66.67%,故D错误;
答案选B。
14.某化学反应2X(g)
Y(g)+Z(g)在4种不同条件下进行,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L
-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验
序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
1.0
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
下列说法不正确的是()
A.c>1.0
B.实验2可能使用了催化剂
C.实验3比实验2先达到化学平衡状态
D.前10分钟,实验4的平均化学反应速率比实验
1的大
【答案】C
【详解】
A.实验3达到平衡X的浓度大于实验1,温度相同,达到平衡说明X起始浓度C大于1.0mol/L,故A正确;
B.实验2和实验1达到相同的平衡状态,但实验2所需时间短说明可能使用了催化剂,催化剂改变反应速率不改变化学平衡,故B正确;
C.依据图表数据分析,实验3在40min时X浓度不变达到平衡,实验2在20min时达到平衡,实验2达到平衡快,故C错误;
D.实验4和实验1在10分钟都未达到平衡,依据化学反应速率概念计算,实验1X的反应速率=
=0.02mol/L•min,实验4X的反应速率=
=0.06mol/L•min,所以实验4反应速率大于实验1,故D正确;
故选C。
【点睛】
解答时应注意如下几点:
(1)反应达到平衡的过程是(以起始生成物浓度为0为例):
①开始:
反应物浓度最大,生成物浓度为0,正反应速率最大,逆反应速率为0;②过程中:
反应物浓度不断减小,生成物浓度不断增大,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大;③平衡时:
反应物浓度和生成物浓度都达到平衡,保持不变,正逆反应速率也保持不变;
(2)化学平衡研究的对象是可逆反应,因此不可能完全转化;达到化学平衡时,正逆反应速率相等,但不为零。
15.向BaCl2溶液中通入SO2气体,溶液仍然澄清;若将BaCl2溶液分盛在两支试管中,一只试管加稀HNO3,另一只加NaOH溶液,然后再通入SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀产生。
由此得出的下列结论中不合理的是
A.SO2是酸性氧化物、SO2具有还原性
B.两支试管中的白色沉淀不是同种物质
C.BaCl2既能跟强酸、又能跟强碱反应,具有两性
D.升高pH时,SO2水溶液中SO32-浓度增大
【答案】C
【分析】
根据SO2的化学性质(酸性氧化物的性质、还原性)分析判断。
【详解】
SO2与水反应生成的H2SO3是弱酸,故SO2通入BaCl2溶液不会生成BaSO3和HCl。
SO2通入BaCl2和稀硝酸的混合溶液中,SO2被稀硝酸氧化为SO42-,再与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀;SO2通入BaCl2和NaOH的混合溶液中,SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水,再与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。
故A、B项正确,C项错误。
H2SO3水溶液中存在两步电离,升高pH时,促进电离,SO32-浓度增大,D项正确。
本题选C。
【点睛】
SO2有较强的还原性,稀硝酸有强氧化性,两者能发生氧化还原反应。
16.向某容积一定的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,一定条件下发生如下反应:
2SO2+O2
2SO3。
下列说法不正确的是()
A.升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率
B.达到平衡状态时,SO2、O2、SO3物质的量之比一定为2:
1:
2
C.当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时,反应达到平衡状态
D.达到平衡状态时,生成SO3的物质的量一定小于2mol
【答案】B
【解析】
分析:
根据影响化学反应速率的因素和化学反应达到化学平衡的标志进行解答。
增加反应浓度或生成物的浓度化学反应速率加快;升高温度化学反应速率加快;化学平衡的标志是各物质的浓度不在改变,正反应速率等于逆反应速率。
详解:
A.根据影响化学反应速率的因素知反应2SO2+O2
2SO3,如果升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率,故A正确;B.初始加入2molSO2和1molO2,根据反应2SO2+O2
2SO3,因为是可逆反应不能进行彻底,所以达到平衡状态时,SO2、O2、SO3物质的量之比不一定为2:
1:
2,故B错误;C.当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;D.因为2SO2+O2
2SO3是可逆反应不能进行彻底,达到平衡状态时,生成SO3的物质的量一定小于2mol,故D正确;答案:
选B。
17.一定温度下,10L0.40mol/L的
溶液发生催化分解,不同时刻测得生成
的体积(已折算为标准状况下)如表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列说法不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()
A.0~4min内的平均反应速率
B.6~10min内的平均反应速率
C.反应至6min时,
D.反应至6min时,
分解了50%
【答案】C
【详解】
A.
分解的化学方程式为2H2O2
O2↑+H2O,0~4min内反应生成
氧气,消耗
的物质的量为1.536mol,平均反应速率
,A项正确;
B.随着反应的进行,
的浓度减小,反应速率减慢,6~10min的平均反应速率
,B项正确;
C.反应至6min时,
=22.4L(1mol氧气),结合2H2O2
O2↑+H2O,消耗的
为2mol,剩余
为10L×0.40mol/L-2mol=2mol,易知反应至6min时,
,C项错误;
D.反应至6min时,
分解了
,D项正确;
故选C。
18.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。
19.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如下图所示,其中X形成化合物种类最多,下列说法正确的是:
X
Y
Z
W
A.X位于第二周期IV族
B.Y的气态氢化物的水溶液中只存在两个平衡状态
C.W的最高价氧化物是太阳能电池和电脑芯片中不可缺少的材料
D.常温下,将Z单质投入到Y的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中,无明显现象
【答案】D
【分析】
短周期元素X、Y、Z、W,根据元素在周期表中的位置知,X和Y属于第二周期元素、Z和W属于第三周期元素,其中X形成化合物种类最多,则X是C元素,那么Y是N元素、Z是Al元素、W是Si元素
【详解】
A.X是C元素,位于第二周期IVA族,所以A错。
B.Y的气态氢化物为NH3,氨水中发生
,还有
,故存在3个平衡状态,所以B错。
C.W的最高价氧化物是SiO2,不是太阳能电池和电脑芯片中不可缺少的材料,所以C错。
D.Z单质是Al,Y的最高价氧化物对应的水化物是浓硝酸,常温下,Al和浓硝酸发生钝化现象,所以D
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