专题6《化学反应与能量变化》强化基础题
一、单选题
1.工业合成氨的化学反应速率v=kc(N2) c1.5(H2) c-1(NH3),下列措施能提高合成氨的反应速率的是
A.减小反应物浓度 B.增大产物浓度 C.降低温度 D.减小产物浓度
2.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应,则SO2的能量一定高于SO3的能量
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
3.有一种被称为“软电池”的纸质电池,其总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A.该电池中Zn作负极,发生还原反应
B.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2
C.正极电极反应为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-
D.当6.5gZn完全溶解时,流经电解质溶液中的电子个数约为1.204×1023
4.在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数(不为零)时,不能说明达到平衡状态的标志是
A.A的百分含量不再改变
B.各组分的浓度不再改变
C.反应速率υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)=m:n:p:q
D.单位时间内m mol A断键发生反应,同时p mol C也断键发生反应
5.实验室用锌粒与2 mol/L盐酸制取氢气,下列措施不能增大化学反应速率的是
A.用锌粉代替锌粒 B.改用18.4 mol/L硫酸溶液
C.改用热的2 mol/L盐酸溶液 D.改用2 mol/L硫酸溶液
6.某反应物A浓度是1.0mol/L,2s后A的浓度变为0.8mol/L,在这2s内A的化学反应速率是( )
A.0.1mol/(L s) B.0.2mol/(L s)
C.0.3mol/(L s) D.0.4mol/(L s)
7.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是
A.NH3在电极a上发生氧化反应
B.溶液中K+向电极b移动
C.正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-
D.当电路中转移3mol电子时反应消耗的NH3的体积为22.4L
8.在一定条件下,容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:A(g)+3B(g)2C(g)。在10min内,A的物质的量由8mol变成了4mol,则以A的浓度变化表示的反应速率为
A.0.1mol·L- ·min- B.0.2mol·L- ·min-
C.0.3mol·L- ·min- D.0.4mol·L- ·min-
9.化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示,下列说法正确的是
A.锌电极发生氧化反应
B.锌片和铜片都有O2产生
C.电子由铜电极经导线流向锌电极
D.原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变
10.根据如图判断,下列叙述不正确的是(Ⅱ中盐桥为KCl溶液)
A.Ⅱ中盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液
B.Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
C.Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移,均是把化学能转化成电能利用
D.随着反应的进行,Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
11.甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料。2CH3OH(g)+ O2(g) 2CO2(g)+4H2(g),的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化
C.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1:2
D.该图也可表示碳酸钙分解反应的能量变化
12.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是
A.溶液中K+向电极b移动
B.负载通过0.6mol电子时,有4.48L (标况)NH3被氧化
C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:3
D.正极的反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故电池工作一段时间后,电解质液溶液的pH升高
13.将1 mol X和3 mol Y在2 L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应X(s)+3Y(g)2Z(g),10 min时测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A.10 min内,X的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
B.第10 min时,Y的反应速率为0.03 mol·L-1·min-1
C.10 min时, X的转化率为20%
D.反应时,向容器中通入He,容器内压强增大,反应速率加快
14.用一根铁钉与30mL0.3硫酸反应制取,若要增大反应速率,可采取的措施是
①适当升高温度②改用30mL18硫酸 ③改用40mL0.3硫酸④改用30mL1.0硫酸⑤滴入少量溶液
A.①②③④ B.①④⑤ C.①②④ D.②④⑤
二、填空题
15.t℃时,将2mol气体A和1mol气体B充入容积为2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g),2min时化学反应达到平衡(温度仍为t℃),此时B还有 0.6mol,并测得C的浓度为0.6mol/L。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡的标志是______。
a.容器中的压强保持不变 b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2:1
c.容器内混合气体的密度保持不变 d.A的百分含量保持不变
e.B和C的物质的量浓度之比为1:x
(2)x=___, 从反应开始到达到平衡时,用B表示该反应的平均反应速率v(B)=____;
(3)化学反应达到平衡时,A的转化率为_____。
(4)某化学兴趣小组同学为了研究上述反应的反应速率,他们将A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线。
在O~t1、t1~t2、t2~t3各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是____,从反应速率的变化可看出该反应可能是____(填“放热”或“吸热”)反应。
16.I.某探究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下。
实验序号 实验温度/K 溶液(含硫酸) 溶液 溶液颜色褪至无色时 所需时间/s
V/mL V/mL V/mL
A 293 2 0.02 5 0.1 5
B 2 0.02 4 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 6
(1)通过实验A、B可探究_______(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中=_______;通过实验_______可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是_______;利用实验B中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率为_______。
Ⅱ.在2L密闭容器中进行反应:,式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
X Y Z Q
起始/mol 1.2 0
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3min末/mol 0.8
已知内,。
(3)试确定以下物质的量:起始时_______,_______。
(4)化学方程式中m=_______,n=_______,p=_______,q=_______。
17.分别按下图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中A为电流表。请回答下列问题:
(1)以下叙述中,正确的是_______(填字母)。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液氢离子浓度均减小
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向
F.乙溶液中向铜片方向移动
(2)变化过程中能量转化的主要形式:甲为_______;乙为_______。
(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是_______。
(4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式:铜电极:_______,总反应:_______。当电路中转移电子时,消耗负极材料的质量为_______g。
18.反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)该反应为_______反应选(填“吸热”或“放热”)。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是_______(填字母)。
A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
D.将2.4 mol·L-1的稀硫酸改为4.8 mol·L-1稀盐酸
(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜极上发生的电极反应为_______,另一个电极的材料是_______(填名称),该电极上发生的电极反应为_______,外电路中电子由_______极(选填“正”或“负”,下同)向_______极移动,电解质溶液中的阴离子向_______极移动。
19.燃料电池在日常生活和科学研究中越来越得到广泛使用。回答下列问题:
(1)镁—空气燃料电池是一种新型的燃料电池,可应用于电动汽车。其工作原理如图所示。
①通入空气的电极是_______(填“正”或“负”)极。
②镁电极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
③电池总反应方程式为_______。
(2)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种。
①酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸,负极为通_______(填“”或“”)的多孔铂电极;其正极反应式为:_______。
②碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液,则其负极反应式为_______。
20.在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)该反应的化学方程式为____。
(2)t2时刻,正逆反应速率大小关系为V正____V逆(填“>”、“=”、“<”) 。
(3)若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为:____。
(4)在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol,5min末时测得C的物质的量为3mol,D的化学反应速率v(D)=0.2mol/(L·min)。请回答:
①前5min内A的转化率为____。
②化学方程式中n的值为____。
21.将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),经过5min达到化学平衡,此时生成C为2mol,测得D的反应速率为0.1mol/(L min),计算:
(1)x的值____。
(2)平衡时B的转化率_____。
(3)A的平衡浓度____。
22.向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)。
(1)经5min后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为_____mol(L·min)。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一时间内测得的反应速率分别为:甲:ν(X)=3.5mol(L·min);乙:ν(Y)=2mol(L·min);丙:ν(Z)=4.5mol(L·min);丁:ν(X)=0.075mol(L·s)。若其他条件相同,温度不同,温度由高到低的顺序是(填序号)________________。
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气,则平衡向___(填“左”“右”或“不”,下同)移动。
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比___。
A.无法确定 B.前者一定大于后者
C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者
23.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是____________。
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数
(2)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状涂在被腐蚀部位,与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为_______________。
(3)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中,负极是____(填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈,其离子方程式为__________________。
③若生成4.29g,则理论上耗氧体积为_____L(标准状况)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】根据合成氨的反应,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),化学反应速率v=kc(N2) c1.5(H2) c-1(NH3),据此分析。
【详解】A.根据化学反应速率v=kc(N2) c1.5(H2) c-1(NH3),减小反应物氮气或氢气的浓度,合成氨的反应速率减小,故A不符合题意;
B.根据化学反应速率v=kc(N2) c1.5(H2) c-1(NH3),增大产物氨气的浓度,合成氨的反应速率减小,故B不符合题意;
C.降低温度,活化分子的百分数减小,合成氨的反应速率减小,故C不符合题意;
D.根据化学反应速率v=kc(N2) c1.5(H2) c-1(NH3),减小产物氨气的浓度,合成氨的反应速率增大,故D符合题意;
答案选D。
2.B
【详解】A.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应,则2molSO2(g)和1molO2(g)的能量一定高于2molSO3(g)的能量,但SO2的能量不一定高于SO3的能量,A错误;
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨含有的能量比等质量的金刚石的能量低,物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强,所以石墨比金刚石稳定,B正确;
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,20.0 g NaOH的物质的量是0.5mol,由于NaOH固体溶于水反应放出热量,所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出的热量大于28.7 kJ,C错误;
D.等质量的C完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,物质反应放出的热量越多,则反应热就越小,所以ΔH1<ΔH2,D错误;
故合理选项是B。
3.C
【详解】A.该电池中锌化合价升高,Zn作负极,发生氧化反应,A错误;
B.锌发生氧化反应,锌是负极,MnO2得电子发生还原反应,MnO2是正极,该电池工作时电流由MnO2经导线流向Zn,B错误;
C.根据总反应式,正极MnO2得电子发生还原反应,正极电极反应为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-,C正确;
D.电子不下水,即电子不会流经电解质溶液中,D错误;
故选C。
4.C
【详解】A.A的百分含量不再改变是反应达到平衡状态的特征标志之一,A不选 ;
B.各组分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的特征标志之一,B不选;
C.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,C选;
D.单位时间内m mol A断键发生反应,同时p mol C也断键发生反应,说明正、逆反应速率相等,是反应处于平衡状态的本质标志,D不选;
答案选C。
5.B
【详解】A.用锌粉代替锌粒,反应物的接触面积增大,反应速率加快,A不符合题意;
B.改用18.4 mol/L硫酸溶液,浓硫酸具有强氧化性,与锌粒反应产生SO2,不能用于增大制取氢气的化学反应速率,B符合题意;
C.改用热的2 mol/L盐酸溶液,反应物温度升高,反应速率加快,C不符合题意;
D.改用2 mol/L硫酸溶液,氢离子浓度增大,反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B。
6.A
【详解】2s内从1.0mol/L变为0.8mol/L,则=0.2mol/L,根据反应速率v=计算,v==0.1mol/(L s);
故选A。
7.D
【详解】A. 根据图象可知,NH3在电极a上失电子生成氮气,N元素化合价升高,发生氧化反应,A正确;
B. NH3在电极a上发生氧化反应,则电极a作负极,电极b作正极,溶液中K+向正极移动,即向电极b移动,B正确;
C. 正极的氧气化合价由0价变为-2价,电解质为KOH溶液,则电极反应式为 O2+4e-+H2O=4OH-,C正确;
D. 未指明是标准状况下,无法计算NH3的体积,D错误;
答案为D。
8.B
【详解】10min内,A的物质的量由8mol变成了4mol,容器体积为2L,则以A的浓度变化表示的反应速率为=0.2mol·L- ·min- ;
故答案为B。
9.A
【详解】A.锌比铜活泼,作负极,发生氧化反应,故A正确;
B.铜作正极,电极上有氢气产生:2H++2e-=H2↑,故B错误;
C.电子由负极流向正极,即从锌电极经导线流向铜电极,故C错误;
D.原电池工作一段时间后,正极反应为:2H++2e-=H2↑,则溶液的c(H+)变小,故D错误。
故选A。
10.C
【详解】A.原电池工作时,阴离子移向负极,Ⅱ中盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液,A正确;
B. Ⅰ不属于原电池、Ⅱ属于原电池,Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,B正确;
C. Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移,Ⅰ不属于原电池,化学能转变为热能、Ⅱ属于原电池,化学能转化成电能,C错误;
D.两装置中的反应均为 Zn+Cu2+=Zn2++Cu,随着反应的进行,Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅,D正确;
答案选C。
11.B
【详解】A.由图可知,反应物能量大于生成物能量,反应为放热反应,A错误;
B.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化伴随放热或吸热过程,B正确;
C.反应速率之比等于系数比,H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2:1,C错误;
D.碳酸钙分解反应为吸热反应,D错误;
故选B。
12.D
【分析】NH3被氧化为常见无毒物质,应生成氮气,a电极通入氨气生成氮气,失电子被氧化,所以a为原电池负极,则b为正极,氧气得电子被还原。
【详解】A.原电池中阳离子向正极移动,所以溶液中K+向电极b移动,A正确;
B.根据题意NH3被氧化为N2,N元素化合价升高3价,所以负载通过0.6mol电子时,有0.2molNH3被氧化,标况下体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,B正确;
C.反应中N元素化合价升高3价,1mol氨气失去3mol电子,1mol氧气得到4mol电子,根据得失电子守恒,消耗NH3与O2的物质的量之比为4:3,C正确;
D.负极NH3被氧化为N2,正极O2碱性环境中被还原为OH-,则电池的总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,水增加,则氢氧根的浓度减小,电解液的pH下降,D错误;
综上所述答案为D。
13.C
【详解】A.X是固体,其浓度不变,因此不能用X表示化学反应速率,A错误;
B.反应开始时n(Y)=3 mol,10 min时测得Y的物质的量为2.4 mol,则△n(Y)=3 mol-2.4 mol=0.6 mol,根据化学反应速率定义可知0~10min内v(Y)==0.03 mol/(L·min),不能计算10min时的瞬时反应速率,B错误;
C.10min内Y改变的物质的量是0.6 mol,根据物质反应转化关系可知△n(X)=0.2 mol,则10 min时, X的转化率为,C正确;
D.反应时,向容器中通入He,导致容器内气体压强增大,但由于容器的容积不变,则反应物的浓度不变,所以反应速率不变,D错误;
故合理选项是C。
14.B
【详解】①适当升高温度,反应速率增大,故①符合题意;
②改用30mL18 mol L 1硫酸,浓度增大,但发生钝化,不产生氢气,故②不符合题意;
③改用40mL0.3 mol L 1硫酸,浓度不变,反应速率不变,故③不符合题意;
④改用30mL1.0 mol L 1硫酸,浓度变大,反应速率增大,故④符合题意;
⑤滴入少量CuSO4溶液,铁置换出铜,形成铁 铜 硫酸原电池,加快反应速率,故⑤符合题意;
因此若要增大反应速率,可采取的措施是①④⑤。
综上所述,答案为B。
15. bd 3 0.1mol/(L min) 40% t1~t2 放热
【详解】(1)2min时化学反应达到平衡(温度仍为t℃),此时B还有0.6mol,转化的B为=0.2mol/L,并测得C的浓度为0.6mol/L,则,计算得出x=3。
a.该反应为气体体积不变的反应,则容器中的压强保持不变,不能判断是否达到平衡状态,故a不选;
b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2:1,为不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比,达到平衡状态,故b选;
c.质量、体积不变,则容器内混合气体的密度保持不变,不能判断是否达到平衡状态,故c不选;
d.A的百分含量保持不变,符合特征“定”,达到平衡状态,故d选;
e.由上述分析可知,B和C的物质的量浓度之比为1:2,故e不选。
故答案为bd。
(2)由上述分析可知,x=3,用B表示该反应的平均反应速率v(B)== 0.1mol/(L min),故答案为3,0.1mol/(L min)。
(3)化学反应达到平衡时,A的转化率为×100%=40%,故答案为40%。
(4)由图可知t1~t2时间段内浓度变化最大,反应速率也最大;t1~t2时间段内反应速率逐渐加快,而反应物的浓度是逐渐减小的,说明反应热使溶液温度升高,反应速率加快,故答案为t1~t2;放热。
16.(1) 浓度 6 B、C
(2) 其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大 4.2×10-4mol/(L·s)
(3) 3.9 1.5
(4) 1 3 2 3
【详解】(1)根据表中数据,对比A、B可知,A、B探究浓度对反应速率的影响,因此温度应相同,即T1=293;混合溶液的总体积应相同,即V1=6,V2=4,探究温度对反应速率的影响,温度是变量,根据图表可知,实验B、C探究温度变化对反应速率的影响;故答案为:浓度;6;B、C;
(2)根据表中数据可知,实验A中草酸的浓度比实验B中草酸的浓度大,若t1<8,实验A的反应速率快,可以得出其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;溶液颜色褪至无色,说明高锰酸钾完全反应,实验B中高锰酸钾表示的速率为v(KMnO4)=4.2×10-4mol/(L·s);故答案为:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;4.2×10-4mol/(L·s);
(3)2min内v(X)==0.1mol/(L·min),v(Z)= =0.2mol/(L·min),v(Q)=0.3 mol/(L·min),因为v(Z)∶v(Y)=2∶3,推出v(Y)=0.3mol/(L·min),2min内消耗Y的物质的量为0.3mol/(L·min)×2min×2L=1.2mol,则起始时Y的物质的量为(1.2+2.7)mol=3.9mol,2min内Q变化的物质的量为0.3mol/(L·min)×2min×2L=1.2mol,Q为生成物,则起始时Q的物质的量为(2.7-1.2)mol=1.5mol;故答案为:3.9;1.2;
(4)2min内v(X)==0.1mol/(L·min),v(Z)= =0.2mol/(L·min),v(Q)=0.3 mol/(L·min),因为v(Z)∶v(Y)=2∶3,推出v(Y)=0.3mol/(L·min),利用化学反应速率之比等于化学计量数之比,m∶n∶p∶q=0.1mol/(L·min)∶0.3mol/(L·min)∶0.2mol/(L·min)∶0.3 mol/(L·min)=1∶3∶2∶3;故答案为:1;3;2;3。
17.(1)CD
(2) 化学能转化为热能 化学能转化为电能
(3)锌片不纯,在锌片上就形成原电池
(4) Cu2++2e-=Cu Zn+Cu2+=Zn2++Cu 8.125
【分析】甲中不能形成闭合回路,不能形成原电池,乙中形成原电池,锌为负极,铜为正极。
(1)
A.甲不能形成原电池,甲中锌片不是负极,乙中铜片活泼性小于锌,是正极,故A错误;
B.只有乙烧杯中铜片表面有气泡产生,故B错误;
C.发生的反应均为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,两烧杯中溶液氢离子浓度均减小,故C正确;
D.乙中形成原电池,产生气泡的速度甲中比乙中慢,故D正确;
E.乙的外电路中电流方向,故E错误;
F.原电池内部阴离子移向负极,乙溶液中向锌片方向移动,故F错误;
故答案为:CD;
(2)
变化过程中能量转化的主要形式:甲中不能形成闭合回路,不能形成原电池,甲为化学能转化为热能;乙中形成原电池,锌为负极,铜为正极,乙为化学能转化为电能。故答案为:化学能转化为热能;化学能转化为电能;
(3)
在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是锌片不纯,在锌片上就形成原电池。故答案为:锌片不纯,在锌片上就形成原电池;
(4)
在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式:铜电极:Cu2++2e-=Cu,总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu。当电路中转移电子时,消耗负极材料的质量为 =8.125g。
故答案为:Cu2++2e-=Cu;Zn+Cu2+=Zn2++Cu;8.125。
18.(1)放热
(2)AC
(3) 2H++2e-=H2↑ 铁 Fe-2e-=Fe2+ 负 正 负
【详解】(1)从图象可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,故答案为放热;
(2)A.改铁片为铁粉,增大了接触面积,反应速率增大,选项A正确;
B.常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应,选项B错误;
C.升高温度,反应速率增大,选项C正确;
D.将2.4 mol·L―1的稀硫酸改为4.8 mol·L-1稀盐酸,氢离子浓度不变,反应速率几乎不变,选项D错误;
故答案为AC;
(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,电子由负极流向正极移动;正极带负电,负极带正电,阴离子向负极移动;故答案为2H++2e-=H2↑;铁;Fe-2e-=Fe2+;负;正;负。
19.(1) 正 氧化
(2)
【解析】(1)
①通入空气的是正极,发生还原反应,故答案为:正;
②活泼金属镁是负极发生氧化反应,故答案为:氧化;
③镁失电子生成镁离子,正极氧气得电子生成氢氧根离子,所以电池总反应方程式为镁与氧气生成氢氧化镁,反应的方程式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2,故答案为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2;
(2)
酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e-═4H+,则正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:H2;O2+4e-+4H+=2H2O;
②碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为O2+2H2O+4e-═4OH-,则负极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案为:H2-2e-+2OH-=2H2O。
20.(1)2NM
(2)>
(3)0.25mol/(L·min)
(4) 25% 2
【详解】(1)如图所示,气体N的物质的量在逐渐减小,M的物质的量在逐渐增加,化学反应在t3时达到平衡状态,依据反应的物质的量变化之比等于化学方程式计量数之比,△n(N):△n(M)=(8-2):(5-2)=2:1,则反应的化学方程式为:;
(2)通过图象可知,在t2时刻,反应物N的物质的量在减小,生成物M的物质的量在增加,所以反应向正反应方向进行,即V正>V逆;
(3)若t2=2 min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为;
(4)由题意可知:
由三段式可知:前5min内A转化了1mol,所以前5min内A的转化率为;5min末测得C的物质的量为3mol,5min内,由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得:,解得n=2,所以化学方程式中n的值为2。
21.(1)2
(2)20%
(3)0.75mol/L
【解析】(1)
已知5min内D的反应速率为0.1mol/(L·min),则生成D为0.1mol/(L·min)×5min×4L=2mol,此时生成C为2mol,则C、D的化学计量数相同,x=2。
(2)
,则平衡时B的转化率为1mol÷5mol=20%。
(3)
根据上述计算可知,平衡时A的浓度为。
22. 0.03 丁>乙>甲>丙 不 B
【详解】(1)达到平衡时容器内的压强为起始时的1.2倍,则反应后的气体物质的量为:3mol×1.2=3.6mol,增加了0.6mol,根据反应方程式可知
2X(g)Y(g)+3Z(g) △n
2 1 3 2
变化的物质的量 0.6mol 0.3mol 0.9mol 0.6mol
则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为=0.03 mol/(L·min);
(2)反应速率分别为甲:v(X)=3.5mol/(L·min),乙:v(Y)=2mol/(L·min),则用X表示为v(X)=4mol/(L·min),丙:v(Z)=4.5mol/(L·min),则用X表示为v(X)=3mol/(L·min),丁:v(X)=0.075mol/(L·s)=4.5mol/(L·min);其它条件相同,温度越高,速率越快,则温度由高到低的顺序是丁>乙>甲>丙;
(3)若向恒容的密闭容器中充入氮气,容积不变,浓度不变,则平衡不移动;
(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,由于反应物只有一种,则相当于增大压强,平衡逆向移动,所以X的转化率降低,答案选B。
23. AB c 0.448
【详解】(1)催化剂能降低反应的活化能、加快反应速率,但不能改变反应的焓变和化学平衡常数,故A、B选项正确,C、D选项错误,故选AB;
(2)根据复分解反应的概念,CuCl与反应时生成AgCl、故答案为:;
(3)①在青铜器被腐蚀过程中,Cu失去电子为原电池的负极,故选c;
②负极产物为Cu失去电子生成的,正极产物为获得电子生成的,、、反应生成沉淀,故答案为:;
③4.29 g的物质的量,则消耗了0.04molCu,转移0.08mol电子,根据正极反应可知,消耗0.02mol,其在标准状况下的体积为,故答案为:0.448。
答案第1页,共2页
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