高中化学化学反应进行的方向.docx
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高中化学化学反应进行的方向
高中化学化学反应进行的方向2019年4月4日
(考试总分:
140分考试时长:
120分钟)
一、填空题(本题共计10小题,共计40分)
1、(4分)按要求完成下列问题:
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(液体,分子式为CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____________________;将该反应设计成碱性燃料电池,写出该电池的负极电极反应方程式。
(2)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ·mol-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。
(3)已知白磷、红磷燃烧的热化学方程式分别为
P4(s,白磷)+5O2=P4O10(s);ΔH=–2986kJ·mol-1
4P(s,红磷)+5O2=P4O10(s);ΔH=–2956kJ·mol-1
则白磷比红磷(填“稳定”或“不稳定”)
(4)已知一定条件下A2与B2自发反应生成AB3,则反应
A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)的ΔS=0,ΔH0(填“<”、“>”、“=”)
(5)右图为电解精炼银的示意图,(填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为
2、(4分)人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
(1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源,氢气燃烧时放出大最的热。
氢气燃烧生成水蒸气的能最变化如下图所示:
根据上图可知,在化学反应中,不仅存在物质的变化,而且伴随着______变化,1molH2完全燃烧生成1molH2O(气态)时,释放的能量是_______kJ。
(2)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。
A.Fe+2FeCl3=3FeCl2B.SO3+H2O=H2SO4
C.CH4+2O2
CO2+2H2OD.Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O
(3)下图是某兴趣小组设计的原电池示意图,实验结束后,在实验报告上记录信息如下:
a.电流计指针偏转
b.Cu极有H2产生
c.H+向负极移动
d.电流由Zn经导线流向Cu
①实验报告中记录合理的是_______(填序号)。
②请写出该电池的负极反应式_________。
③若有1mol电子流过导线,则理论上产生H2的质量为______g.
④将稀H2SO4换成CuSO4溶液,电极质量增加的是______ (填“锌极”或“铜极”,下同),溶液中SO42-移向_______。
3、(4分)将1molH2和1molI2(g)加入2L密闭容器中进行反应:
H2+I2
2HI,反应进行到2min时测得反应速率v(HI)=0.2mol/(L·min)。
求
(1)用氢气的浓度变化来表示2min内的该反应的平均速率?
(2)2min末I2(g)的物质的量浓度?
4、(4分)试判断下列体系的熵变是大于0,还是小于0。
(1)水蒸气冷凝成水_______________;
(2)CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)________________;
(3)乙烯聚合成聚乙烯________________
(4)N2O4(g)
2NO2(g)________________________________
5、(4分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是__________________________________________________。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)______________________________。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
ClO3-+
Fe2++________===
Cl-+
Fe3++
________;
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O
Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2O
Fe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)2++H2O
Fe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3++yH2O
Fex(OH)
+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)________。
a.降温b.加水稀释
c.加入NH4Cld.加入NaHCO3
(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为________mg·L-1。
6、(4分)人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
(1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源,氢气燃烧时放出大最的热。
氢气燃烧生成水蒸气的能最变化如下图所示:
根据上图可知,在化学反应中,不仅存在物质的变化,而且伴随着______变化,1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(气态)时,释放的能量是_______kJ。
(2)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。
A. Fe+2FeCl3 =3FeCl2 B.SO3 +H2O=H2SO4
C. CH4+2O2
CO2+2H2O D. Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O
(3)下图是某兴趣小组设计的原电池示意图,实验结束后,在实验报告上记录信息如下:
a.电流计指针偏转
b.Cu极有H2产生
c. H+向负极移动
d.电流由Zn经导线流向Cu
①实验报告中记录合理的是_______(填序号)。
②请写出该电池的负极反应式_________。
③若有1 mol电子流过导线,则理论上产生H2的质量为______g.
④将稀H2SO4换成CuSO4溶液,电极质量增加的是______ (填“锌极”或“铜极”,下同),溶液中SO42-移向_______。
7、(4分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)己知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l),△H=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式______________________。
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的装置。
①甲池负极的电极反应为_________________________________________。
②工作一段时间后,测得甲中溶液的pH减小,该电池总反应的离子方程式为______。
③乙池中A(石墨)电极的名称为__________________(填“正极”、“负极”或“阴极”、“阳极”),乙池中总反应式为_________。
④当乙池中B极质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2的体积为__mL(标准状况),假设乙池、丙池中的溶液均为足量,丙池中____(填“C”或“D”)极析出______g铜。
8、(4分)将6molH2和3molCO充入容积为0.5L的密闭容器中,进行如下反应:
2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。
试计算:
(1)H2的反应速率是多少?
(2)CO的转化率为多少?
9、(4分)合理利用资源,加强环境保护,降低碳排放,实施低碳经济是今后经济生活主流。
回答下列问题:
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是_______(填字母)。
a.植树造林,保护森林,保护植被
b.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气
c.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发
d.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高
(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1:
4的物质的量之比混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。
请完成以下化学方程式:
CO2+4H2
_______+2H2O
(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。
现进行如下实验:
某温度下在体积为1L的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),能判断该反应已达化学平衡的标志是____(填字母)。
a.CO2百分含量保持不变
b.容器中混合气体的质量保持不变
c.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:
1
d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
现测得CO2相CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________。
(4)以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。
通入甲醇的电极为燃料电池的______(填“正”或“负”)极,正极反应式为________________。
10、(4分)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)X的转化率是_________
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_________________________;
(3)反应从开始至2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=_________,
(4)当反应进行到第_______min,该反应达到平衡。
若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比为______。
二、单选题(本题共计20小题,共计100分)
11、(5分)判断反应过程自发性的目的是()
A.判断反应的方向B.确定反应是否一定发生
C.判断反应过程发生的速率D.判断反应过程的热效应
12、(5分)对于可逆反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g),下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是()
A.增大压强B.充入更多N2C.使用高效催化剂D.降低温度
13、(5分)下列说法中,不准确的是()
A.燃烧不一定需要氧气,但燃烧一定是放热反应
B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
C.为保证燃料充分燃烧,通入的空气要适当过量而不是越多越好
D.放热反应的逆反应一定是吸热反应
14、(5分)下列反应均为吸热反应,其中一定不能自发进行的是()
A.NaHSO3(s)=Na2SO3(s)+H2O(g)+SO2(g)
B.N2O3(l)=NO2(g)+NO(g)
C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)
D.2CO(g)=2C(s)+O2(g)
15、(5分)以下自发反应能用ΔH判据来解释的是()
A.硝酸铵自发地溶于水
B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=+156.7kJ·mol-1
C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)ΔH=+74.9kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1
16、(5分)化学反应的说法中,正确的是()
A.自发反应都是放热反应
B.自发反应都是熵增大的反应
C.能自发进行的吸热反应一定是熵增大的反应
D.非自发反应在任何条件下都不能实现
17、(5分)关于下列图示的说法中正确的是
A.用图①所示实验可比较氯、碳、硅三种元素的非金属性强弱
B.用图②所示实验装置通过排空气法收集CO气体
C.图③所示装置可用于探究温度对H2O2分解反应速率的影响
D.图④两个装置中通过导线的电子数相相同时,生成的H2的物质的量也相同
18、(5分)现将2mol气体A与1mol气体B充入一个体积不变的容器内,发生反应:
2A+B
C+3D+4E,达到平衡后气体A的浓度减少一半,发现少量液滴生成,在相同的温度下测得反应前后压强分别为6.06×106Pa和8.08×106Pa,又测得反应共放出热量QkJ,下列说法正确的是()
A.上述反应达到平衡后,其他的条件不变的情况下,升高温度,压强一定增大
B.在上述平衡体系中再加入1molA和0.5molB,平衡正向移动,A的转化率增大
C.该反应的热化学方程式为2A(g)+B(g)
C(g)+3D(l)+4E(g)△H=﹣QkJ/mol
D.该反应在任何温度下都可自发进行
19、(5分)下列图示与对应的叙述相符的是()
A.图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化
B.图乙表示常温下,0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1mol/L醋酸溶液的滴定曲线
C.图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系,t0时刻改变的条件是使用了催化剂
D.图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中、溶液导电能力变化曲线,且醋酸电离程度:
a
20、(5分)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是()
A.达到化学平衡时4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达平衡状态
C.达到化学平衡时,若升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.平衡混合物中各物质的量浓度相等
21、(5分)在101kPa,任何温度下,都不可能自发进行的反应是()
A.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0
B.CaCO3(g)
CaO(s)+CO2(g)ΔH>0
C.2CO(g)
2C(s)+O2(g)ΔH>0
D.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
22、(5分)对于化学反应方向的判断,下列说法中正确的是()
A.温度、压强一定时,放热的熵减小的反应一定能自发进行
B.温度、压强一定时,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
C.反应焓变是决定反应能否进行的惟一因素
D.固体的溶解过程与熵变无关
23、(5分)下列说法正确的是()
A.其它条件相同时,增大反应物浓度能使分子获得能量,活化分子百分数提高,反应速率增大
B.判断过程的自发性能确定过程能否发生和过程发生的速率
C.体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向,这是自然界的普遍规律
D.催化剂不影响反应
活化能,从而只影响反应速率,不影响化学平衡
24、(5分)下列说法正确的是()
A.铜的金属活泼性比铁的弱,可在海轮外壳上镶入若干铜块以减缓其腐蚀
B.若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量,则反应放热
C.一定温度下,增大反应2BaO2(s)
2BaO(s)+O2(g)容器的体积,平衡不移动
D.反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH>0能自发进行,可知该反应ΔS>0
25、(5分)某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:
X(g)+Y(g
Z(g)+W(s) △H>0。
下列叙述正确的是()
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动
D.平衡后,加入X,该反应的△H增大
26、(5分)以下对影响反应方向因素的判断不正确的是()
A.有时焓变对反应的方向起决定性作用
B.有时熵变对反应的方向起决定性作用
C.焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D.任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用
27、(5分)下列关于判断过程的方向的说法正确的是()
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
28、(5分)下列反应不是可逆反应的是()
A.CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=CO2+H2O
B.2H2O
2H2↑+O2↑和2H2+O2点燃2H2O
C.2SO2+O2
2SO3和2SO3
2SO2+O2
D.H2+I2△2HI和2HI△H2+I2
29、(5分)实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。
对此说法的理解正确的是()
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
30、(5分)某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆的反应:
X(g)+Y(g)
Z(g)+W(s);△H>0。
下列叙述正确的是()
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.因正反应吸热,所以升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.当v(X)=v(Z)时,反应达到平衡
D.混合气体的密度不变时,反应达到平衡
一、填空题(本题共计10小题,共计40分)
1、(4分)【答案】
【解析】
燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物时放出的热量;在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热725.8KJ.
燃烧热五热化学方程式为
在燃料电池中,燃料做负极,氧气做正极,所以该电池的负极电极反应方程式为
。
(2)由盖斯定律可知
(3)白磷放出的热量更多,因此白磷具有的能量比较大,能量越高越不稳定,因此红磷比白磷稳定。
(4)产物气体的量小于反应物气体的量,因此混乱度ΔS<0,该反应是放热反应,因此ΔH<0
(5)是电解池装置,阴极连接电池的负极,阳极连接电池的正极,因此b应该是纯银材料,a应为粗银。
而若出现红棕色气体说明产生了二氧化氮气体。
2、(4分)【答案】
(1)能量245
(2)AC(3)abZn-2e-=Zn2+1铜极锌极
【解析】
(1)根据上图可知,在化学反应中,不仅存在物质的变化,而且伴随着能量变化,1molH2完全燃烧生成1molH2O(气态)时,释放的能量是930kJ-436kJ-249kJ=245kJ;
(2)能设计成原电池的反应通常是放热反应,且必须是能自发进行的氧化还原反应,A.Fe+2FeCl3=3FeCl2是自发进行的氧化还原反应,能设计成原电池,故选;
B.SO3+H2O=H2SO4不是氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故不选;
C、CH4+2O2
CO2+2H2O是放热反应且能自发的进行氧化还原反应,所以能设计成原电池,故选;
D、Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O不是氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故不选;答案选AC;(3)①在该原电池中,Zn比Cu活泼,故Zn作负极,Cu作正极,a.电流计指针偏转,故正确;b.Cu作正极,正极反应为2H++2e-=H2↑,故正确;c.H+向正极移动,故错误;d.电子由Zn流出经导线流向Cu,电流由Cu经导线流向Zn,故错误;实验报告中记录合理的是ab;②负极反应为Zn-2e-=Zn2+;③若有1mol电子流过导线,则理论上产生产生0.5molH2,H2的质量为1g;④将稀H2SO4换成CuSO4溶液,正极铜电极上析出铜,质量增加的是铜极;在溶液中SO42-向负极锌极移动。
3、(4分)【答案】
(1)0.1mol/(L·min)
(2)0.3mol/L
【解析】
(1)因为反应速率之比是相应的化学计量数之比
所以氢气的反应速率是0.2mol/(L·min)÷2=0.1mol/(L·min)
(2)消耗氢气是0.1mol/(L·min)×2min×2L=0.4mol
则同时消耗碘单质是0.4mol
所以属于单质碘是1mol-0.4mol=0.6mol
因此其浓度是0.6mol÷2L=0.3mol/L。
4、(4分)【答案】
(1)ΔS<0
(2)ΔS>0(3)ΔS<0(4)ΔS>0
【解析】
(1)同一物质的熵与其聚集状态有关:
S(g)>S
(1)>S(s),所以水蒸气冷凝成水,熵值减小,即ΔS<0;
(2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应过程中生成气体,熵值增加,即ΔS>0;
(3)乙烯聚合成聚乙稀,有气体反应生成固体,熵值减小,即ΔS<0;
(4)N2O4(g)=2NO2(g)正反应为气体体积增大的反应,熵值增加,即ΔS>0。
5、(4分)【答案】
(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用
Fe+2Fe3+=3Fe2+
(2)2166H+163H2O(3)K1>K2>K3bd(4)18-20
【解析】
(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是:
2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)①根据电荷守恒:
c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小,在这里可以忽略不计),则c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2mol•L-1,则溶液pH=-lg1.0×10-2=2;②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到-1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的系数为1,Fe2+的系数为6,则铁离子的系数也是6,氯离子的系数是1,根据电荷守恒,则氢离子的系数是6,水的系数是3,配平后离子方程式为:
ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;(3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小,则K1>K2>K3;控制条件使平衡正向移动,使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,则水解平衡也正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,故选bd;(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在18~20mg·L-1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小。
6、(4分)【答案】
能量245ACabZn-2e-=Zn2+1铜极锌极
【解析】
(1)根据上图可知,在化学反应中,不仅存在物质的变化,而且伴随着能量变化,1molH2完全燃烧生成1molH2O(
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