福建省龙海市第二中学化学第六章 化学反应与能量讲义及答案及答案Word文件下载.docx
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3.对于可逆反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到平衡时,4v(O2)正=5v(NO)逆
B.达到平衡状态后,NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比为4:
5:
4:
6
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,则反应速率增大
D.若单位时间生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
【答案】A
A.达到平衡时,4v(O2)正=5v(NO)逆,说明正逆反应速率相等,选项A正确;
B.到达平衡时,反应混合物的物质的量关系与起始投入量及转化率有关,达到化学平衡时,NH3、O2、NO、H2O(g)的物质的量之比不一定为4∶5∶4∶6,选项B错误;
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,相当于减小压强,则反应速率减小,选项C错误;
D.若单位时间生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,都是指正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,则反应不一定达到平衡状态,选项D错误。
答案选A。
4.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。
下列结论不正确的是
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.反应4~6分钟平均反应速率最小
C.反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
A.该曲线斜率表示单位时间内产生二氧化碳的量,即二氧化碳产生速率,由图可知,2~4min内斜率较大,因此2~4min内平均反应速率最大,故A项结论错误;
B.同A项原理可知,反应4~6min平均反应速率最小,故B项结论正确;
C.随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使反应速率降低,由图象可知,0~2min反应刚开始,温度较低此时反应速率由氢离子浓度决定,2~4min速率最快,2~4min温度对反应速率起主要作用,开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大,故C项结论正确;
D.反应4min后,温度较高,但此时反应速率降低,是因为随反应进行氢离子浓度降低,故D项结论正确;
综上所述,结论错误的是A项,故答案为A。
5.在密闭容器中进行如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为0.4mol/L
B.SO2为0.25mol/L
C.SO2、SO3均为0.15mol/L
D.SO3为0.4mol/L
该反应为可逆反应,若该反应从正反应方向开始,SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3mol/L、0mol/L,若该反应从逆反应方向开始,SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L,由于反应为可逆反应,则各物质的浓度一定小于最大浓度,以此来解答。
A项、由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol/L,故A错误;
B项、由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol/L,大于0,则可能为0.25mol/L,故B正确;
C项、SO3、SO2浓度均为0.2mol/L,无论从正反应开始,还是从逆反应开始,只能是一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L,故C错误;
D项、由于反应为可逆反应,SO3的浓度一定小于0.4mol/L,故D错误。
本题考查可逆反应,注意可逆反应的特点为不完全转化性,学会利用极限转化的思想来分析物质的最大浓度,但实际浓度一定小于最大浓度是解答关键。
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
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.锌—空气电池(原理如右图)适宜用作城市电动车的动力电源。
该电池放电时Zn转化为ZnO。
该电池工作时下列说法正确的是
A.氧气在石墨电极上发生氧化反应
B.该电池的负极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
C.该电池放电时OH-向Zn电极移动
D.若Zn电极消耗6.5g,外电路转移0.1mole-
【答案】C
A.氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.锌作负极,碱性条件下,负极上电极反应式为:
,故B错误;
C.原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,即OH-向Zn电极移动,故C正确;
D.若Zn电极消耗6.5g,外电路转移0.2mole-,故D错误;
故选:
C。
8.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解溶质溶液。
下列说法正确的是
A.电子由Zn电极流出,经KOH溶液流向正极
B.正极反应式为2Fe
+
=Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D.电池工作时OH-向负极迁移
【答案】D
【解析】
A.电子由电源的负极经导线流向正极,所以电子从锌极经导线流向K2FeO4极,A错误;
B.KOH溶液为电解溶质溶液,则正极电极反应式为:
2Fe
+8H2O+6e-=Fe(OH)3+10OH-,B错误;
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小,C错误;
D.电池工作时阴离子向负极移动,所以OH-向负极迁移,D正确;
答案选D。
9.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如图。
该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的碱性增强D.溶液中Cl-向正极移动
镁、过氧化氢和海水形成原电池,镁做负极发生氧化反应,过氧化氢在正极上发生还原反应,过氧化氢做氧化剂被还原为OH-,溶液pH增大,原电池中阴离子移向负极。
A.组成的原电池的负极被氧化,镁为负极,不是正极,故A错误;
B.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为氢氧根离子,发生还原反应,故B错误;
C.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为氢氧根离子,电极反应为,H2O2+2e-=2OH-,故溶液pH值增大,故C正确;
D.溶液中Cl-移动方向与同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动,故D错误;
答案选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
2
4
8
n(SO3)/mol
0.8
1.4
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
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·
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·
s-1=0.1mol·
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.下列说法正确的是( )
A.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
B.C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g),气体的总物质的量不再改变不能说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?
)+B(g)⇌2C(?
)已达平衡,则A、C不能同时是气体
D.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;
在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,Q2等于Q1
A.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积增大压强,则正逆反应速率均增大,A错误;
B.C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g),气体的总物质的量会随着反应而变化,当其不再改变时则能说明反应已达平衡,B错误;
C.2A(?
)的两边,气体分子总数不可能相等,故不管A、C是什么状态,若压强不再随时间变化均能说明反应2A(?
)已达平衡,C错误;
D.设合成氨反应中消耗1molN2和3molH2同时生成2molNH3时,放出热量为Q,则热化学方程式为:
,消耗2molNH3同时生成1molN2和3molH2时,吸收热量为Q,则热化学方程式为:
,当1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1=0.1Q,在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2=0.1Q,D正确;
12.人们利用原电池原理,制作了多种电池,如电子计算机所用纽扣电池就是其中一种。
它的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是:
Zn+2OH--2e-═ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-下列判断正确的是
A.锌为正极,Ag2O为负极B.原电池工作时,负极区溶液pH增大
C.锌为负极,Ag2O为正极D.原电池工作时,溶液中K+向负极移动
A.根据电极反应式,锌失电子发生氧化反应,所以锌为负极,故A错误;
B.负极反应Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O,消耗氢氧根离子,溶液pH减小,故B错误;
C.锌失电子发生氧化反应,所以锌为负极,故C正确;
D.溶液中K+向正极移动,故D错误。
13.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
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。
14.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++2H+=2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
A.Na2CO3溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去,但不能除去表面的铁锈,故A错误;
B.废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子,形成亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品,其中会混入氧化铁杂质,故B正确;
C.根据B的分析,加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故C正确;
D.根据最终产品为四氧化三铁,其中Fe2+和Fe3+的数目比为1:
2,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
2,故D正确;
故选A。
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
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
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。
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;
17.利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示,该装置既能有效消除氮氧化物的排放减轻环境污染,又能充分利用化学能。
A.电池工作时,OH—从左向右迁移
B.电极A上发生氧化反应,电极A为正极
C.当有0.1molNO2被处理时,外电路中通过电子0.4mol
D.电极B的电极反应式为2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则A为负极,B为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,结合电解质溶液呈碱性解答该题。
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则A为负极,B为正极;
A.A为负极,B为正极,电池工作时,OH—从右向左迁移,故A错误;
B.A为负极,发生氧化反应,故B错误;
C.当有0.1molNO2被处理时,N元素从+4价降为0价,则外电路中通过电子0.4mol,故C正确;
D.电极B为正极,发生还原反应,电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,故D错误;
故答案为C。
18.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
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。
19.一定温度下,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
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%
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;
20.1molX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
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。
起始量(mol)
1
a
0
变化量(mol)
0.5
0.5a
0.5b
平衡量(mol)0.5
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。
二、实验题
21.某探究性学习小组拟通
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