湖南省岳阳市岳阳县第一中学化学第六章 化学反应与能量知识点及练习题含答案解析1.docx
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湖南省岳阳市岳阳县第一中学化学第六章化学反应与能量知识点及练习题含答案解析1
湖南省岳阳市岳阳县第一中学化学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.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。
2.下列过程中ΔH小于零的是()
A.Ba(OH)2与NH4Cl固体混合B.氯化铵分解得氨气
C.碳酸钙分解得二氧化碳D.实验室制备氢气
【答案】D
【分析】
根据常见的放热反应有:
所有的物质燃烧、金属与酸或水反应、中和反应、铝热反应、绝大多数化合反应等;
常见的吸热反应有:
绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),Ba(OH)2•8H2O与氯化铵的反应。
【详解】
ΔH小于零的反应为放热反应。
A.Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl混合反应,是吸热反应,选项A不符合;
B.氯化铵受热分解得氨气和氯化氢,属于吸热反应,选项B不符合;
C.碳酸钙高温受热分解得二氧化碳和碳酸钙,属于吸热反应,选项C不符合;
D.实验室制备氢气是利用金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,属于放热反应,选项D符合;
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.工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示,下列说法正确的是()
A.合成氨的正、逆反应的焓变相同
B.若使用催化剂,生成等量的NH3需要的时间更短
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有非极性键的氨气分子
D.合成氨反应中,反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】B
【详解】
A.在可逆反应中,正反应和逆反应的焓变数值相同,但符号相反,A错误;
B,使用催化剂,化学反应速率加快,生成等量的NH3需要的时间更短,B正确;
C.N原子和H原子吸引电子的能力不同,形成的是极性键,C错误;
D.根据图示,合成氨反应是放热反应,因此反应物断键吸收的能量小于生成物形成键释放的能量,D错误;
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.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。
7.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。
8.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。
该反应历程示意如下:
下列说法不正确的是
A.该反应遵循质量守恒定律B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
C.①→②吸收能量并形成了C—C键D.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
【答案】C
【详解】
A.该反应总反应为CH4+CO2
CH3COOH,反应遵循质量守恒定律,故A项说法正确;
B.图中变化可知,甲烷在催化剂作用下经过选择性活化,其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键,必有C−H键发生断裂,故B项说法正确;
C.①→②的焓值降低,过程为放热过程,有C−C键形成,故C项说法错误;
D.由图可知,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%,故D项说法正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。
9.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=
。
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.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。
12.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如下图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是()
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.电极a的反应式为:
CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1molO2-通过时,电子转移4mol
【答案】C
【详解】
A、电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,故A错误;
B、电极b氧气得电子,生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),故B错误;
C、甲烷所在电极a为负极,电极反应为:
CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,故C正确;
D、1molO2得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1molO2-通过时,电子转移2mol,故D错误;
故选C。
【点晴】
本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用。
瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动.电子在外电路转移,通甲烷气体的为负极,通空气一端为正极,电池总反应为CH4+2O2=CO2+H2O,正极反应为:
O2+4e-=2O2-,负极反应为:
CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。
主要理解电池电解质不是在水溶液中的氧化还原反应,电解质是固体,O2-可以在其中自由移动,是本题的关键。
13.一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池如图所示,电极反应分别是:
锌片:
2Zn-4e-+4OH-===2ZnO+2H2O石墨:
2H2O+O2+4e-===4OH-下列说法中不正确的是()
A.电子从石墨经外电路流向锌片,电解质溶液为酸性溶液
B.锌片是负极,石墨是正极
C.电池总反应为2Zn+O2===2ZnO
D.该原电池工作一段时间后石墨附近溶液中的c(OH-)增大
【答案】A
【详解】
A.根据锌片电极反应式,锌片失去电子,锌片作负极,石墨作正极,根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,即电子从Zn→外电路→石墨,通过石墨电极反应式,得出此溶液显碱性或中性,故说法错误;
B.根据选项A的分析,故说法正确;
C.正负极电极反应式相加,得出2Zn+O2=2ZnO,故说法正确;
D.根据石墨电极反应式,产生OH-,c(OH-)增大,故说法正确。
14.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。
15.一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。
16.根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(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1mol·L-1,溶液的体积均为200mL,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1.5mol/L,则反应中转移的电子为0.1mol
C.甲烧杯中的电极反应式:
MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O
D.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浓度变为1.5mol/L,则反应生成的Fe2(SO4)3为0.5mol/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-+5e-+8H+=Mn2++4H2O,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。
17.一定温度、体积的密闭容器中,可逆反应A(s)+3B(g)
2C(g)达到平衡时,下列说法能判断该反应达到平衡的是()
①C的生成速率和C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③混合气体的密度不再变化
④混合气体的总压强不再变化
⑤A、B、C物质的量之比为1∶3∶2
⑥混合气体的平均相对分子质量不变
⑦容器中C的体积分数不变
A.②④⑤⑦B.①③④⑥⑦C.①④⑥⑦D.①③④⑤
【答案】B
【分析】
化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论。
【详解】
针对于可逆反应:
A(s)+3B(g)⇌2C(g);
①C的生成速率与C的分解速率相等,故正逆反应速率相等,故①正确;
②单位时间内amolA生成是逆反应,同时3amolB是逆反应,未体现正与逆的关系,故②错误;
③密度=
,气体的总质量会变,体积不变,故气体密度不再变化可作为判断是否达到平衡状态的依据,故③正确;
④反应前后气体的体积不等,故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故④正确;
⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故A、B、C的物质的量比为1:
3:
2不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故⑤错误;
⑥平均相对分子质量=
,反应向右进行时,气体的总质量增大,总物质的量变小,故混合气体的平均相对分子质量不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故⑥正确;
⑦容器中C的体积分数不变,说明各物质的量不变,达平衡状态,故⑦正确;说法正确的是①③④⑥⑦;
故答案选B。
【点睛】
作为达到化学平衡状态的标志,该量必须是变量,当变量不变,则反应达到平衡。
18.光电池在光照条件下可产生电流,如图装置可以实现光能源的充分利用,双极性膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。
下列说法不正确的是()
A.该装置可利用光能实现水的分解
B.光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均基本不变
C.再生池中的反应为2V2++2H+
2V3++H2↑
D.每有1molOH-通过双极性膜,可产生5.6L(标准状况)的O2
【答案】B
【分析】
由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极,反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极反应式为2V3++2e-=2V2+,双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气,反应方程式为2V2++2H+
2V3++H2 ↑。
【详解】
A.由图可知,该装置将光能转化为化学能并分解水,故A正确;
B.双极性膜可将水解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性,则光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均发生改变,故B错误;
C.由分析知,再生池中的反应为2V2++2H+
2V3++H2↑,故C正确;
D.阳极区反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,每有1molOH-通过双极性膜,生成0.25molO2,其标准状况下体积为5.6L,故D正确;
故答案为B。
19.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。
20.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
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