江苏省兴化一中化学第六章 化学反应与能量知识点及练习题及答案.docx
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江苏省兴化一中化学第六章化学反应与能量知识点及练习题及答案
江苏省兴化一中化学第六章化学反应与能量知识点及练习题及答案
一、选择题
1.一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。
2.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)
Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再变化B.反应容器中Y的质量分数不变
C.体系压强不再变化D.2v逆(X)=v正(Y)
【答案】D
【详解】
A、恒容容器中,混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,A错误;
B、反应容器中Y的质量分数不变,说明各物质的质量不变,则反应达平衡状态,B错误;
C、体系压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,C错误;
D、不满足速率之比和系数成正比关系,D正确;
正确答案:
D。
3.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.因是同一反应,所以用不同物质表示化学反应速率时,所得数值是相同的
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是:
时间为1min时,某物质的浓度为1mol/L
D.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加
【答案】B
【详解】
A.同一反应,用不同物质表示化学反应速率时,数值比值等于方程式的系数之比,则不一定相等,故A错误;
B.化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢,即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,故B正确;
C.化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是:
时间1min内,某物质的浓度变化量为1mol/L,故C错误;
D.化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示,故D错误;
故答案为B。
4.下列有关反应速率的说法正确的是()
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率
B.100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化反应是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率变慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率变慢
【答案】D
【详解】
A.稀硫酸改为98%的硫酸,铁在浓硫酸中钝化而不能产生氢气,A错误;
B.100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,氯化钠不反应,但稀释了盐酸,氢离子浓度下降,故反应速率下降,B错误;
C.所以升高温度,反应速率加快,C错误;
D.有气体参加的反应,减小压强反应速率变慢,D正确;
答案选D。
5.航天飞船可用肼(N2H4)做动力源,已知液态肼与液态H2O2反应时放出大量的热量,下列说法错误的是
A.1mol肼(N2H4)分子中含有4molN-H键
B.该反应中的热量变化如图所示
C.该反应的反应物总键能小于生成物总键能
D.该反应的化学方程式为:
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),其产物对环境无污染
【答案】B
【详解】
A.肼结构式为
,1个肼分子中含有4个N-H键,则1mol肼中含有4molN-H键,故A正确;
B.如果反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,否则为吸热反应,液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量,则该反应为放热反应,图中为吸热反应,不符合,故B错误;
C.液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量,则该反应为放热反应,断键吸收能量、成键放出能量,该反应为放热反应,则反应的反应物总键能小于生成物总键能,故C正确;
D.氮气和水都无毒,所以其产物无污染,故D正确;
故答案为B。
6.以反应5H2C2O4+2
+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。
实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
下列说法不正确的是
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol/L
体积/mL
浓度/mol/L
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
A.实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.5×10-4 mol·L-1·s-1
B.实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用
C.实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
【答案】A
【详解】
A.高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:
=
×0.010mol/L,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=
=1.7×10−4mol⋅L−1⋅s−1,故A错误;
B.在其它条件都相同时,开始速率很小,过一会儿速率突然增大,说明反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,故B正确;
C.分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,即实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响;实验②和③只是温度不同,所以实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D.根据反应方程式可得5H2C2O4−2MnO
由实验数据分析可知,在这三个实验中,所加H2C2O4溶液均过量,故D正确;
故选:
A。
7.关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“…”表示相互能反应)说法正确的是()
A.“C…CO2”的反应是放热反应
B.“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C.“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D.“CO2⇌H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
【答案】C
【详解】
A.C和CO2的反应是吸热反应,故A错误;
B.“CO→CO2”的反应可以是
,是化合反应,也可以是
,也不属于置换反应,故B错误;
C.检验二氧化碳使用澄清的石灰水,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故C正确;
D.二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液变色,故“CO2⇌H2CO3”的反应不可用酚酞试剂验证,故D错误;
故选C。
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
【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。
9.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。
10.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。
一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为:
NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeII(CN)6
Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeIII(CN)6(注:
其中P的化合价为+5,Fe的上标II、III代表其价态)。
下列说法不正确的是
A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C.充电过程中阳极反应式为:
2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
【答案】C
【详解】
A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFeII(CN)6-2e-=2NaNiFeIII(CN)6+2Na+,Na2NiFeII(CN)6失电子被氧化发生氧化反应,正极为:
2NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,NaTi2(PO4)3得电子被还原发生还原反应,故A项正确;
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中,B项正确;
C.充电过程中阴极极反应式为:
2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6,阳极:
Na3Ti2(PO4)3-2e-=2NaTi2(PO4)3+2Na+,故C项错误;
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变,D项正确;
本题选C。
11.目前科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子,下列说法正确的是
A.电池工作时,氧气发生氧化反应
B.电池负极的电极反应:
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电池负极的电极反应:
C8H18+25O2--50e-=8CO2↑+9H2O
D.若消耗的O2为11.2L(标准状况),则电池中有1mol电子发生转移
【答案】C
【分析】
该燃料电池中,辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-=2O2-,再结合物质之间的反应来分析解答。
【详解】
A.该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,故B错误;
C.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,故C正确;
D.标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol,根据O2+4e-=2O2-知,当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍,所以转移电子的物质的量为2mol,故D错误;
答案选C。
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
0.0060
0.0020
3.6×10-4
Ⅲ
0.0010
0.0060
3.0×10-5
Ⅳ
0.0020
0.0060
1.2×10-4
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
【答案】B
【解析】
【详解】
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;
故选B。
13.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。
14.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。
15.利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示,该装置既能有效消除氮氧化物的排放减轻环境污染,又能充分利用化学能。
下列说法正确的是()
A.电池工作时,OH—从左向右迁移
B.电极A上发生氧化反应,电极A为正极
C.当有0.1molNO2被处理时,外电路中通过电子0.4mol
D.电极B的电极反应式为2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O
【答案】C
【分析】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则A为负极,B为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,结合电解质溶液呈碱性解答该题。
【详解】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则A为负极,B为正极;
A.A为负极,B为正极,电池工作时,OH—从右向左迁移,故A错误;
B.A为负极,发生氧化反应,故B错误;
C.当有0.1molNO2被处理时,N元素从+4价降为0价,则外电路中通过电子0.4mol,故C正确;
D.电极B为正极,发生还原反应,电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,故D错误;
故答案为C。
16.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
【答案】A
【详解】
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。
【点睛】
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
17.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
【答案】B
【分析】
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 ↑。
【详解】
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。
18.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。
19.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)
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