河北临城县临城中学高中化学第六章 化学反应与能量知识点及练习题及答案.docx
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河北临城县临城中学高中化学第六章化学反应与能量知识点及练习题及答案
河北临城县临城中学高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。
2.反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为:
①vA═1mol/(L•min) ,②vC═0.5mol/(L•min), ③vB═0.5mol/(L•min),三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( )
A.②>③>①B.①>②>③C.③>①>②D.②>①>③
【答案】C
【详解】
都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。
①vA=1mol/(L•min);
②vC=0.5mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A表示的反应速率vA=0.5mol/(L•min)×
=0.75mol/(L•min);
③vB=0.5mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A表示的反应速率vA=0.5mol/(L•min)×3=1.5mol/(L•min);
显然③>①>②,故选C。
3.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
【详解】
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。
【点睛】
混合气体的平均摩尔质量=
。
4.完全燃烧一定质量的无水乙醇,放出的热量为Q,已知为了完全吸收生成的二氧化碳,消耗掉8mol•L-1的氢氧化钠溶液50mL,则1mol无水乙醇的燃烧放出的热量不可能是
A.10QB.10Q~5QC.大于10QD.5Q
【答案】C
【详解】
n(NaOH)=0.05L×8mol/L=0.4mol,则由CO2~2NaOH~Na2CO3,可知n(CO2)=0.2mol,则n(C2H6O)=0.5×n(CO2)=0.1mol,放出的热量为Q,所以1mol乙醇完全燃烧放出的热量为10Q,由CO2~NaOH~NaHCO3可知,n(CO2)=0.4mol,则n(C2H6O)=0.5×n(CO2)=0.2mol,放出的热量为Q,所以1mol乙醇完全燃烧放出的热量为5Q,若二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠和碳酸钠的混合物,则乙醇燃烧放出的热量介于5Q~10Q之间,所以选项C不符合;故答案选C。
5.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。
6.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。
7.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。
8.如图所示装置中观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,指针指向M,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的组合是()
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【点睛】
电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,说明M、N与池中液体构成了原电池。
N棒变细,作负极,M棒变粗,说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子,生成金属单质,M变粗,M做原电池的正极。
【详解】
A.如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池,则电池总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,Zn作负极,M极变细,故A错误;
B.如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池,电池总反应式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,则铁是负极,铜棒M是不会变粗的,故B错误;
C.如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池,电池总反应式为Zn+2Ag+=Zn2++2Ag,则锌是负极,N棒变细,析出的银附在银上,M棒变粗,故C正确;
D.如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池,电池总反应式为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,Zn作负极,M极变细,故D错误;
答案选C。
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.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液。
下列说法正确的是
A.电子由Zn电极流出,经KOH溶液流向正极
B.正极反应式为2Fe
+
=Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D.电池工作时OH-向负极迁移
【答案】D
【解析】
【详解】
A.电子由电源的负极经导线流向正极,所以电子从锌极经导线流向K2FeO4极,A错误;
B.KOH溶液为电解溶质溶液,则正极电极反应式为:
2Fe
+8H2O+6e-=Fe(OH)3+10OH-,B错误;
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小,C错误;
D.电池工作时阴离子向负极移动,所以OH-向负极迁移,D正确;
答案选D。
11.反应:
2X(g)+Y(g)
2Z(g)在不同温度和压强下的产物Z的物质的量和反应时间t的关系如图所示,下列判断正确的是()
A.P1>P2T1>T2ΔH<0
B.P1>P2T1 C.P1 D.P1 【答案】A 【详解】 根据温度对反应速率的影响可知,压强均为P2时,温度越高,反应速率越大,则达到平衡用的时间越少,曲线的斜率越大,故有: T1>T2; 根据压强对反应速率的影响可知,温度均为T2时,压强越大,反应速率越大,则达到平衡用的时间越少,曲线的斜率越大,先拐先平压强大,故有: P1>P2, 比较T1P2与T2P2两曲线,温度越高Z物质的量越少说明升温平衡逆向进行,正反应为放热反应,△H<0; 故答案为A。 【点睛】 图象问题解题步骤: (1)看懂图象: ①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义);②看线(即弄清线的走向和变化趋势);③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义);④看是否要作辅助线(如等温线、等压线);⑤看定量图象中有关量的多少; (2)联想规律: 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 12.一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: 1: 2 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 【答案】D 【详解】 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。 【点睛】 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。 13.人们利用原电池原理,制作了多种电池,如电子计算机所用纽扣电池就是其中一种。 它的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是: Zn+2OH--2e-═ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-下列判断正确的是 A.锌为正极,Ag2O为负极B.原电池工作时,负极区溶液pH增大 C.锌为负极,Ag2O为正极D.原电池工作时,溶液中K+向负极移动 【答案】C 【分析】 【详解】 A.根据电极反应式,锌失电子发生氧化反应,所以锌为负极,故A错误; B.负极反应Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O,消耗氢氧根离子,溶液pH减小,故B错误; C.锌失电子发生氧化反应,所以锌为负极,故C正确; D.溶液中K+向正极移动,故D错误。 14.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。 15.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。 16.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。 17.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。 18.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化,其中一定正确的是( ) A.H2O分解为H2与O2时放出热量 B.生成1molH2O时吸收热量245kJ C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙 D.氢气和氧气的总能量小于水的能量 【答案】C 【详解】 由图中信息可知,1molH2断裂共价键变为2molH要吸收436kJ的能量,0.5molO2断裂共价键变为1molO要吸收249kJ的能量,2molH和1molO结合成1molH2O要放出930kJ的能量。 因此,可以算出1molH2和0.5molO2反应生成1molH2O要放出245kJ的能量,反过来,水分解为H2与O2时吸收热量。 综上所述,C正确,本题选C。 19.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。 20.反应Ⅰ: CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g)ΔH1=-175.6kJ·mol-1反应Ⅱ: CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH2=+218.4kJ·mol-1假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是() A. B. C. D. 【答案】D 【详解】 反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,因为B、C两图中反应Ⅰ的生成物总能量高于反应物总能量,而反应Ⅱ的生成物总能量低于反应物总能量,则B、C错误。 由题意知: 反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则反应Ⅰ的活化能较大,则A错误、D正确,故选D。 二、实验题 21.硫酸是中学最常见的三大强酸之一,某研究性学习小组探究外界条件对铁与硫酸反应速率的影响。 [实验设计]控制用同种铁块,初始使用硫酸体积均为1000mL,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见表),设计如下对比试验。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验 编号 实验目的 T/K Fe/g c(H2SO4)/mol·L-1 ① 为以下实验作参考 298 10 1.0 ② 探究温度对反应速率的影响 _____ _____ _________ ③ _____ 298 10 18.4 [解释与结论] (2)实验①、②表明___________ 请再提出一种加快该反应速率的方法___________ (
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