1、陕西省西安工业大学附属中学高中化学第六章 化学反应与能量 知识点+典型题1陕西省西安工业大学附属中学高中化学第六章 化学反应与能量 知识点-+典型题一、选择题1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=kcm(NO)cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：2NO+H2N2+H2O2(慢)H2O2+H22H2O(快)T时测得有关实验数据如下：序号c(NO)/molL-1c(H2)/molL-1速率/molL-1min-10.00600.00101.810-40.00600.00203.610-40.0010
2、0.00603.010-50.00200.00601.210-4下列说法错误的是A整个反应速度由第步反应决定B正反应的活化能一定是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=-664kJmol-1【答案】B【解析】【详解】A2NO+H2N2+H2O2(慢)，H2O2+H22H2O(快)，反应历程中反应慢的决定反应速率，整个反应速度由第步反应决定，故A正确；B反应难以进行，说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是，故B错误；C比较图表、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，、数据分析，H
3、2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=-664kJmol-1，故D正确；故选B。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
4、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。3一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是A混合气体的密度不再变化 B反应容器中Y的质量分数不变C体系压强不再变化 D2v逆(X)v正(Y)
5、【答案】D【详解】A、恒容容器中，混合气体的密度不再变化，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，A错误；B、反应容器中Y的质量分数不变，说明各物质的质量不变，则反应达平衡状态，B错误；C、体系压强不再变化，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，C错误；D、不满足速率之比和系数成正比关系，D正确；正确答案：D。4在密闭容器中进行反应：X2(g)3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()。Ac(Z)0.5 molL1 Bc(Y2)0.5 molL1Cc(X2)0.2
6、molL1 Dc(Y2)0.6 molL1【答案】B【详解】若反应向正反应进行，假定完全反应，则：X2（g）+3Y2（g）2Z（g）起始量（mol/L） 0.1 0.3 0.2变化量（mol/L） 0.1 0.3 0.2 平衡量（mol/L） 0 0 0.4 若反应逆反应进行，假定完全反应，则：X2（g）+3Y2（g）2Z（g）起始量（mol/L） 0.1 0.3 0.2变化量（mol/L） 0.1 0.3 0.2 平衡量（mol/L） 0.2 0.6 0由于为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0c（X2）0.2，0c（Y2）0.6，0c（Z）0.4，B正确、ACD错误；答案选B
7、。【点晴】化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，解答的关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答。5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8molL-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A10Q B10Q5Q C大于10Q D5Q【答案】C【详解】n（NaOH）=0.05L8mol/L=0.4mol，则由CO22NaOHNa2CO3，可知n（CO2）=0.2mol
8、，则n（C2H6O）=0.5n（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CO2NaOHNaHCO3可知，n（CO2）=0.4mol，则n（C2H6O）=0.5n（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5Q10Q之间，所以选项C不符合；故答案选C。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A1mol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
9、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
10、污染，故D正确；故答案为B。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5 mol/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0.1 mol/（Ls）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/(Ls)，选项A错误；B升高温度，活化分子的百分数增大，有效碰
11、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/mL0.102.00.0104.02
12、50.202.00.0104.0250.202.00.0104.050A实验测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.510-4molL-1s-1B实验和起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2+对反应起催化作用C实验和实验是探究浓度对化学反应速率的影响，实验和是探究温度对化学反应速率的影响D实验、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)= =1.7104 molL1s1，故A错误；B. 在其它条件都相同时，
13、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，实验和实验只是浓度不同，即实验和实验是探究浓度对化学反应速率的影响；实验和只是温度不同，所以实验和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5H2C2O42MnO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。9下列关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是（ ）A图1所示的装置能将化学能转变为电能B图2所示的反应为吸热反应C中和反应中，反应物的总能量比生成物的总
14、能量低D化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成【答案】D【详解】A图1所示的装置没形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过，所以不能把化学能转变为电能，选项A错误；B图2所示的反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，选项B错误；C中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，选项C错误；D化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，选项D正确；答案选D。10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
15、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)62Na2e2Na2NiFeII (CN)6D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- 2e2NaN
16、iFeIII(CN)6+ 2Na，Na2NiFeII(CN)6失电子被氧化发生氧化反应，正极为：2NaTi2(PO4)32Na+2eNa3Ti2(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)62Na2e2Na2NiFeII(CN)6，阳极：Na3Ti2(PO4)3-2e2NaTi2(PO4)32Na，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。11根据下列信息判断氢
17、气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是()AH2O分解为H2与O2时放出热量B生成1mol H2O时吸收热量245 kJC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，1mol H2断裂共价键变为2mol H要吸收436kJ的能量，0.5mol O2断裂共价键变为1mol O要吸收249kJ的能量，2mol H和1mol O结合成1mol H2O要放出930kJ的能量。因此，可以算出1mol H2和0.5mol O2反应生成1mol H2O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
18、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n mol H2的同时生成n mol HI （2）一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂（3）c(HI)= c(I2) （4）反应速率(H2)=(I2)=0.5(HI)（5）c(H2)c(I2)c(HI)=211 （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（
19、2）（6）（9） C（6）（7）（10） D全部【答案】B【详解】（1）单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI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(H2)=(I2)=0.5(HI)中，不一定是平衡状态，故（4）错误；（5）c(H2)c(I2)c(HI)=211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
20、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在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A(g)+B(s) C(g)+D
21、(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（ ）个容器内温度不变 混合气体的密度不变 混合气体的压强不变混合气体的平均相对分子质量不变 C(g)的物质的量浓度不变容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 某时刻v(A)2v(C)且不等于零单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol AA4 B5 C6 D7【答案】C【详解】该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，恒容容器中混合气体的密度增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状
22、态；该反应反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，混合气体的压强不变说明反应达到平衡；由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态；C(g)的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2:1:1，A、C、
23、D三种气体的浓度之比为2:1:1时反应不一定达到平衡状态；某时刻(A)=2(C)且不等于零，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；单位时间内生成n mol D一定消耗2n mol A，同时生成2n mol A，A的浓度不变说明反应达到平衡状态；能说明反应达到平衡状态的有，共6个，答案选C。【点睛】本题考查化学平衡的标志，化学平衡的标志是：逆向相等，变量不变。“逆向相等”指达到平衡时同一物质表示的正、逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态；“变量不变”指可变物理量不变是平衡的标志，不变物理量不变不能作为平衡的标志。注意本题中的B呈固态以及容器为绝热容器。14根据反应KM
24、nO4FeSO4H2SO4MnSO4Fe2(SO4)3K2SO4H2O(未配平)设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )A石墨b是原电池的负极，发生氧化反应B忽略溶液体积变化，Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L，则反应中转移的电子为0.1 molC甲烧杯中的电极反应式：MnO4-5e8H=Mn24H2OD电池工作时，盐桥中的K+向甲烧杯中移动【答案】B【详解】A. 在乙池中，Fe2+-e-=Fe3+，则石墨b是原电池的负极，发生氧化反应，A正确；B. Fe2(SO4)3
25、浓度变为1.5 mol/L，则反应生成的Fe2(SO4)3为0.5 mol/L 0.2L=0.1mol，由Fe2+生成的Fe3+为0.2mol，则反应中转移的电子为0.2mol，B错误；C. 甲烧杯中，MnO4-得电子转化为Mn2+，电极反应式为MnO4-5e8H=Mn24H2O，C正确；D. 电池工作时，甲烧杯中阳离子减少，所以盐桥中的K+向甲烧杯中移动，D正确。故选B。15对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述正确的是（ ）A达到平衡状态，2 v正(NH3)= 3v逆(H2O)B单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学
26、平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D反应达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%【答案】D【详解】A. 反应处于平衡状态时，不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比为正反应速率之比，2 v正(NH3)= 3v逆(H2O)，不能说明该反应到达平衡状态，A项错误；B. 若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都表示反应向正向进行，反应自始至终都是1:1，不能说明到达平衡，B项错误；C. 达到平衡时，若减小容器体积，压强增大，正逆反应速率都增大，C项错误；D. 可逆反应进行不到底，达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%，D项正确；答案选D。16硝酸工
27、业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。将一定量废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO3-、NO2-两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x变化关系可用图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：NONO2Na2CO3=2NaNO2CO2；2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2下列说法正确的是A图中线段a表示NO3离子B随x值增大，溶液中n(NO3-)n(NO2-)增大Cx0.6时，反应中可收集到标准状况下CO2 44.8 LD若测得所得溶液中n(NO3-)为0.5 mol，则x值为0.75【答案】D【分析】由方程式和图
28、象可知，NO单独不能被吸收：当NO和NO2混合气体被NaOH溶液恰好完全吸收，满足n(NO2)：n(NO)=1，即x=0.5，此时只生成NO2-，n(NO3-)=0，n(NO2-)=2mol，所以a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子；当气体只有NO2时，即x=1，发生反应2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n(NO3-)=n(NO2-)=1mol；由x=0.5和x=1可知，一定量废气中n(NO2)n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；反应NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2和2NO2+Na
29、2CO3NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；综上可知：2mol废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)n(NO)，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；n(CO2)=1mol；a曲线表示NO2-离子、b曲线表示NO3-离子。【详解】A当x=0.5时，只发生反应NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2，n(NO3)=0，n(NO2)=2mol，所以a曲线表示NO2离子、b曲线表示NO3离子，故A错误；B当x=0.5时，只生成NO2，n(NO2)=2mol；当x=
30、1只发生反应2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n(NO3)=n(NO2)=1mol，根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol，即溶液中n(NO3)+n(NO2)不变、始终等于2mol，故B错误；C由于废气中n(NO2)n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，根据反应可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，即n(CO2)=1mol，标准状况下体积为22.4L，故C错误；D设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应余下NO2的物质的量为(ab)mol，发生反应生成n(NO3)=0.5(ab)=0.5mol，即ab=1mol，联立方程组解得a=1.5mol
