山东莱芜市莱城区凤城高级中学高中化学第六章 化学反应与能量讲义及答案及答案.docx
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山东莱芜市莱城区凤城高级中学高中化学第六章化学反应与能量讲义及答案及答案
山东莱芜市莱城区凤城高级中学高中化学第六章化学反应与能量(讲义及答案)及答案
一、选择题
1.1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)
bZ(g),反应达到平衡后,测得X的转化率为50%。
而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4,则a和b的数值可能是
A.a=l,b=2B.a=2,b=1C.a=2,b=2D.a=3,b=2
【答案】D
【分析】
1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)⇌bZ(g)。
反应达到平衡后,测得X的转化率为50%.而且,在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比,讨论分析判断得到a、b的取值。
【详解】
X(g)+aY(g)⇌bZ(g)。
起始量(mol) 1 a 0
变化量(mol) 0.5 0.5a 0.5b
平衡量(mol)0.5 0.5a 0.5b
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比,在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的
,即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量
,则得到;(0.5+0.5a+0.5b):
(1+a)=3:
4,计算得到:
2b=a+1,依据选项中的取值分析判断,a=3,b=2符合计算关系。
故选D。
2.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。
3.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论,其中合理的是
A.铝的金属活动性比铁强,则铝制品比铁制品更易锈蚀
B.水和过氧化氢的组成元素相同,则二者的化学性质相同
C.Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8,由此得出离子的最外层电子数均为8
D.同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率更快,说明催化剂可以改变反应速率
【答案】D
【详解】
A.铝的金属活动性比铁强,但铝制品比铁制品更耐腐蚀,因为在铝制品表明能形成一层致密的氧化膜,A错误;
B.水和过氧化氢的组成元素相同,二者的化学性质不相同,B错误;
C.Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8,但离子的最外层电子数不一定均为8,例如铁离子等,C错误;
D.同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率更快,说明催化剂可以改变反应速率,D正确;
答案选D。
4.化学反应中能量变化,通常表现为热量的变化,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量,在化学上叫做吸热反应。
其原因是
A.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B.反应物所具有的总能量低于生成物具有的总能量
C.在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D.在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
【答案】B
【分析】
【详解】
如果反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应,反之是吸热反应,答案选B。
5.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。
6.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。
7.一定条件下,在容积固定的某密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),在10s内N2的浓度由5mol/L降至4mol/L,下列说法正确的是()
A.用NH3表示的化学反应速率为0.1mol/(L•s)
B.升高温度,可以加快反应的反应速率
C.增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D.反应足够长时间,N2浓度降为零
【答案】B
【详解】
A.反应计量数之比为1:
3:
2,设容器的体积为VL,
的浓度由5mol/L降至4mol/L,变化了
mol,所以
变化了
mol,V(
)=
(mol/L.s)=0.2mol/(L·s),选项A错误;
B.升高温度,活化分子的百分数增大,有效碰撞的几率增大,化学反应速率增大,选项B正确;
C.该反应是在高温高压条件下进行,降低温度虽然平衡可以向右移动,但会降低反应速率,选项C错误;
D.反应是可逆反应,不可能反应物全部转化为生成物,即N2浓度不可能降为零,选项D错误;
答案选B。
8.氯化钾固体溶于水时,溶液温度变化不显著的原因是()
A.溶解过程中只发生了水合作用
B.溶解过程中只发生了扩散作用
C.溶解过程中没有发生热效应
D.水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近
【答案】D
【详解】
A.氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用,故A错误;
B.氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用,故B错误;
C.氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用,扩散过程吸收能量、水合过程释放能量,故C错误;
D.氯化钾固体水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近,所以溶液温度变化不显著,故D正确;
选D。
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.下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片,在酒精灯火焰上加热,
铝不能滴落下来,好像有一层膜兜着
铝熔点高,没能熔化
B
将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧
集气瓶口上方有白烟生成
H2、Cl2化合生成HCl
C
取两支试管,分别放入一小片打磨过的铝片,再分别加入3mL20%的盐酸和氢氧化钠溶液
都有气体产生
前者生成氢气,后者生成氧气
D
相同温度条件下,向两支试管中分别加入2mL质量分数为3%和6%的H2O2溶液,再分别加入等量二氧化锰粉末,比较H2O2的分解速率
6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快
相同条件浓度大H2O2分解速率快
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.铝不能滴落下来,好像有一层膜兜着并不是因为铝熔点高,而是因为加热时铝与氧气反应生成熔点很高的氧化铝,故A错误;
B.生成的HCl气体与空气中的水蒸气凝结成小液滴,出现白雾并不是白烟,故B错误;
C.铝和盐酸或者氢氧化钠反应生成的气体均为氢气,故C错误;
D.两支试管中只有H2O2溶液的浓度不同,其他条件完全相同,6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快,可以说明相同条件浓度大H2O2分解速率快,故D正确;
综上所述答案为D。
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.可逆反应2NO2
2NO+O2在恒容密闭容器中进行,下列情况达到平衡状态的是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②混合气体的平均相对分子质量不再改变
③NO2、NO、O2的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
A.①②④B.②③⑤C.①②⑤D.①②④⑤
【答案】A
【分析】
根据平衡状态的两个重要特征来判断:
(1)v(正)=v(逆);
(2)混合物中各组成成分的百分含量不变。
【详解】
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,符合特征
(1),正确;
②该反应前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,正确;
③用NO2,NO,O2表示的反应速率的比为2:
2:
1的状态,说明了反应中各物质的转化量的关系,不符合,错误;
④NO2是红棕色气体,颜色不变时说明NO2的浓度保持不变,符合特征
(2),正确;
⑤在恒容密闭容器中,该体系的ρ始终保持不变,不能说明是否达到平衡状态,错误;
答案选A。
13.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。
14.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。
15.直接煤一空气燃料电池原理如图所示,下列说法错误的是()
A.随着反应的进行,氧化物电解质的量不断减少
B.负极的电极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑
C.电极X为负极,O2-向X极迁移
D.直接煤一空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
【答案】A
【详解】
A、氧化物电解质的量不会减少,在电极Y上O2得到电子生成O2-不断在补充,故A错误;
B、由原理图分析可知,其负极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑,即B正确;
C、原电池内部的阴离子向负极移动,所以C正确;
D、直接煤一空气燃料电池是把化学直接转化为电能,而煤燃烧发电是把化学能转化为热能,再转化为电能,其中能量损耗较大,所以D正确。
正确答案为A。
16.科学家近期研发出如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列有关叙述错误的是
A.b电极不可用石墨替代Li
B.正极反应为:
Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
C.电池总反应为:
Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4
D.放电时,溶液中Li+从a向b迁移
【答案】D
【分析】
锂离子电池中,b为Li,失去电子,作负极,LiMn2O4为正极;充电时Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子,据此分析。
【详解】
A.C不能失电子,故b电极不可用石墨替代Li,A项正确;
B.正极发生还原反应,Li1-xMn2O4得电子被还原,电极反应为:
Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4,B项正确;
C.Li失电子,Li1-xMn2O4得电子,生成的产物为LiMn2O4,电池的总反应为:
Li1-xMn2O4+xLi=LiMn2O4,C项正确;
D.放电时,阳离子移动到正极,即从b向a迁移,D项错误;
答案选D。
17.可逆反应
,在一定条件下达到平衡状态。
在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.维持温度、反应体系容积不变,
时充入
B.维持温度、压强不变,
时充入
C.维持体积不变,
时升高反应体系温度
D.维持温度、容积不变,
时充入一定量Ar
【答案】B
【分析】
在t1时刻,改变条件后,正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡逆向移动,据此解答。
【详解】
A.维持温度、反应体系容积不变,
时充入
,
时逆反应速率增大、正反应速率不变,故A不选;
B.维持温度、压强不变,
时充入
,
时逆反应速率增大,且体积增大导致正反应速率减小,故B选;
C.维持体积不变,
时升高反应体系温度,正逆反应速率均增大,与图象不符,故C不选;
D.维持温度、容积不变,
时充入一定量Ar,反应体系中各物质浓度不变,正逆反应速率均不变,故D不选;
故选:
B。
18.一定条件下,对于可逆反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0,单位mol/L),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L,则下列判断不正确的是
A.c1∶c2=1∶3B.平衡时Y和Z的生成速率之比为3∶2
C.X、Y的转化率之比等于1:
3D.c2的取值范围为0<c2<0.42mol/L
【答案】C
【详解】
A.设X转化的浓度为x,若从正反应建立平衡,则
,
,若从逆反应建立平衡,则,
,故A正确;
B.平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:
2,故B正确;
C.按A分析,反应前后X、Y气体的浓度比为1:
3、化学方程式中化学计量数之比为1:
3,所以达到平衡状态时,转化率相同,故C错误;
D.反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如从正反应建立平衡,则消耗X小于0.04mol⋅L−1、消耗X小于0.12mol⋅L−1,则c2<0.12mol⋅L−1+0.3mol⋅L−1=0.42mol⋅L−1,如反应从逆反应建立平衡,按已知条件,0 答案选C。 19.向某容积一定的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,一定条件下发生如下反应: 2SO2+O2 2SO3。 下列说法不正确的是() A.升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率 B.达到平衡状态时,SO2、O2、SO3物质的量之比一定为2: 1: 2 C.当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时,反应达到平衡状态 D.达到平衡状态时,生成SO3的物质的量一定小于2mol 【答案】B 【解析】 分析: 根据影响化学反应速率的因素和化学反应达到化学平衡的标志进行解答。 增加反应浓度或生成物的浓度化学反应速率加快;升高温度化学反应速率加快;化学平衡的标志是各物质的浓度不在改变,正反应速率等于逆反应速率。 详解: A.根据影响化学反应速率的因素知反应2SO2+O2 2SO3,如果升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率,故A正确;B.初始加入2molSO2和1molO2,根据反应2SO2+O2 2SO3,因为是可逆反应不能进行彻底,所以达到平衡状态时,SO2、O2、SO3物质的量之比不一定为2: 1: 2,故B错误;C.当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;D.因为2SO2+O2 2SO3是可逆反应不能进行彻底,达到平衡状态时,生成SO3的物质的量一定小于2mol,故D正确;答案: 选B。 20.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。 二、实验题 21.某探究性学习小组拟通过锌与盐酸的反应研究影响反应速率的因素。 该探究性学习小组用
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