湖北省孝感市高级中学化学第六章 化学反应与能量知识点及练习题.docx
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湖北省孝感市高级中学化学第六章化学反应与能量知识点及练习题
湖北省孝感市高级中学化学第六章化学反应与能量知识点及练习题
一、选择题
1.H2能在Cl2中燃烧生成HCl,HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。
图为H2、Cl2和HCl三者相互转化的微观过程示意图,下列说法正确的是
A.过程1放热B.过程2吸热C.过程3放热D.过程4放热
【答案】C
【详解】
化学反应的过程中存在化学键的断裂与形成,其中键断裂吸热,键形成放热,图中过程1是吸热过程,过程2是放热过程,氢气在氯气中燃烧是放热过程,而氯化氢的分解是吸热过程,故答案为C。
2.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。
3.某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液研究原电池,并对实验进行了拓展,以下实验记录错误的是
A.铜片上有气泡产生,锌片逐渐溶解
B.电子在溶液中从Cu电极流向Zn电极
C.把铜片换成石墨,实验现象相同D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液,电流计指针依然偏转
【答案】B
【分析】
以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液构成的原电池中,金属锌做负极,金属铜做正极。
【详解】
A.铜片正极上会析出氢气即有气泡产生,负极锌片逐渐溶解,故A不选;
B.电子不能经过电解质,而是沿导线从负极流向正极,故B选;
C.把铜片换成石墨,仍具备原电池的构成条件,会产生电流,锌做负极,石墨做正极,电极上生成氢气,故C不选;
D.以Zn和Cu为电极,硫酸铜为电解质溶液,发生的氧化还原反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,仍具备原电池的构成条件,可以形成原电池,会产生电流,故D不选;
故选:
B。
4.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。
5.对于反应aA+bB=dD+eE,该化学反应速率定义为v=
=
=
=
。
式中v(X)指物质X=(X=A、B、C、D)的反应速率,a、b、d、e是化学计量数。
298k时,测得溶液中的反应H2O2+2HI=2H2O+I2在不同浓度时化学反应速率v见下表:
实验编号
1
2
3
4
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
0.100
0.100
0.200
0.00760
0.0152
0.0228
0.0152
下列说法正确的是
A.实验1、2中,
相等
B.将浓度均为
的
溶液和HI溶液等体积混合,则
C.v与“HI和
浓度的乘积”的比值为常数
D.实验4中,反应5s后
浓度减少了
【答案】C
【详解】
A.实验2中c(HI)>实验1中c(HI),故实验2的v(H2O2)大于实验1,故A项说法错误;
B.将浓度均为0.200mol•L-1的H2O2溶液和HI溶液等体积混合后,c(H2O2)=c(HI)=0.100mol•L-1,则v=0.00760mol•L-1•s-1,故B项说法错误;
C.实验1:
=
=0.76,实验2:
=
=0.76,实验3:
=
=0.76,实验4:
=
=0.76,因此v与“HI和H2O2浓度的乘积”的比值为常数,故C项说法正确;
D.v(H2O2)表示的是平均化学反应速率,因此无法计算反应5s后H2O2的浓度变化,故D项说法错误;
综上所述,说法正确的是C项,故答案为C。
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.在密闭容器中进行下列反应:
X2 (g)+Y2(g)⇌2Z(g)。
已知X2、Y2和Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应在一定条件下达到平衡时,各物质的浓度有可能是()
A.Y2为0.2mol·L-1B.Z为0.3mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1
【答案】B
【详解】
A.若Y2为0.2mol·L-1,Y2减少0.1mol·L-1,根据方程式,消耗X20.1mol·L-1,则X2的浓度0,可逆反应不可能彻底进行,故不选A;
B.若Z为0.3mol·L-1,Z增加0.1mol·L-1,根据方程式,消耗X20.05mol·L-1、消耗Y20.05mol·L-1,则平衡时X2的浓度为0.05mol·L-1、Y2的浓度为0.25mol·L-1,符合可逆反应的特征,故选B;
C.若X2为0.2mol·L-1,X2增加0.1mol·L-1,根据方程式,消耗Z0.2mol·L-1,则Z的浓度0,可逆反应不可能彻底进行,故不选C;
D.若Z为0.4mol·L-1,Z增加0.2mol·L-1,根据方程式,消耗X20.1mol·L-1、消耗Y20.1mol·L-1,则平衡时X2的浓度为0、Y2的浓度为0.2mol·L-1,可逆反应不可能彻底进行,故不选D;
选B。
8.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。
9.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。
10.一定温度时,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。
11.一定温度下,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。
12.下列说法中可以说明2HI(g)
H2(g)+I2(g)已达到平衡状态的是()
(1)单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI
(2)一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
(3)c(HI)=c(I2)
(4)反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)
(5)c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=2∶1∶1
(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
(7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化
(8)条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
(9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化
(10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化
A.
(1)
(2)(5)(9)(10)B.
(2)(6)(9)C.(6)(7)(10)D.全部
【答案】B
【详解】
(1)单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI时,正逆反应速率不等,反应达不到平衡状态,故
(1)错误;
(2)反应过程中有一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂,说明正逆反应速率相等,证明反应达到平衡状态,故
(2)正确;
(3)c(HI)=c(I2)的状态不一定是平衡状态,故(3)错误;
(4)反应进行的过程中,反应速率始终满足υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)中,不一定是平衡状态,故(4)错误;
(5)c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=2∶1∶1的状态不一定是平衡状态,故(5)错误;
(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化,量不变,说明是平衡状态,故正确;
(7)温度和体积一定时,混合气体的物质的量始终不变,容器内压强始终不变,不一定是平衡状态,故(7)错误;
(8)混合气体的质量和气体的总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量也始终不变,不一定是平衡状态,故(8)错误;
(9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化,说明不变,是平衡状态,故(9)正确;
(10)温度和压强一定时,混合合气体的质量和气体的总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量也始终不变,不一定是平衡状态,故(10)错误;
故答案为B。
13.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。
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.已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为()
A.920kJB.557kJC.436kJD.188kJ
【答案】C
【详解】
根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol,设1molH-H键断裂时吸收热量为x,则ΔH=-484=2x+496-463×4,解得x=436,故C正确;
故答案为C。
【点睛】
反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量,若差值小于0,为放热反应,反之,为吸热反应。
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.已知反应:
NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g),起始时向某密闭容器中通入1molNO2、2molS18O2,.反应达到平衡后,下列有关说法正确的是:
A.NO2中不可能含18OB.有1molN18O生成
C.S18O2的物质的量不可能为0.8molD.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,说明该反应达到平衡
【答案】C
【详解】
A.NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)反应到达平衡后,化学平衡是一个动态平衡,故NO2中可能含18O,A错误;
B.NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)该反应是可逆反应,NO2的转化率小于100%,故生成N18O的物质的量小于1mol,B错误;
C.反应物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比,又因为NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)这个反应是可逆反应,NO2的转化率小于100%,故平衡时S18O2的物质的量大于1.0mol,C正确;
D.反应物、生成物的物质的量不在随着时间的改变而改变,当SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,不能说明反应达到平衡,D错误;
答案选C。
【点睛】
对应可逆反应,反应物的转化率小于100%,生成物的产率小于100%,化学平衡是一个动态平衡,达到平衡后,同种物质的正、逆反应速率相等且都大于0。
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
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- 湖北省孝感市高级中学化学第六章 化学反应与能量 知识点及练习题 湖北省 孝感市 高级中学 化学 第六 化学反应 能量 知识点 练习题