第六章 化学反应与能量知识点及练习题含答案解析.docx
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第六章化学反应与能量知识点及练习题含答案解析
第六章化学反应与能量知识点及练习题含答案解析
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.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.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。
4.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。
5.下列反应中属于氧化还原反应又是吸热反应的是
A.镁与盐酸反应放出氢气B.氢氧化钠与盐酸的反应
C.硫在空气或氧气中燃烧D.灼热的炭与二氧化碳反应
【答案】D
【详解】
A.镁与盐酸反应放出氢气,属于放热反应,A不合题意;
B.氢氧化钠与盐酸的反应,属于非氧化还原反应,B不合题意;
C.硫在空气或氧气中燃烧,属于放热反应,C不合题意;
D.灼热的炭与二氧化碳反应,既属于氧化还原反应,又属于吸热反应,D符合题意;
故选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.废旧电池最好的处理方法是
A.深埋入地下B.丢弃C.回收利用D.烧掉
【答案】C
【详解】
废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等,当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀后,其中的成分就会渗透到土壤和地下水,造成土壤污染和水污染,则废旧电池最好的处理方法是回收利用,故答案为C。
8.一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。
9.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。
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.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对。
12.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。
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++2
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