专题6《化学反应与能量变化》强化基础(含解析)2022-2023学年下学期高一化学苏教版(2019)必修第二册选择性必修二

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名称 专题6《化学反应与能量变化》强化基础(含解析)2022-2023学年下学期高一化学苏教版(2019)必修第二册选择性必修二
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-04-23 16:16:10

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专题6《化学反应与能量变化》强化基础
一、单选题
1.氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。一定温度下,在固定容积的密闭容器中进行可逆反应N2(g)+H2(g) NH3(g)。该可逆反应达到平衡状态的标志是( )
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.单位时间内生成1mol N2的同时生成3mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间而变化
2.下列反应既是非氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.碘单质升华 B.氢氧化钠和盐酸反应
C.甲烷在O2中的燃烧 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
3.某电池总反应为,下列与此电池总反应不符的原电池是
A.铜片、铁片、溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、溶液组成的原电池
D.银片、铁片、溶液组成的原电池
4.下列关于可逆反应的说法正确的是
A.正反应和逆反应在相同条件下同时进行
B.氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应
C.可逆反应达到一定限度后,反应就停止了
D.同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度
5.有关下图所示原电池的叙述正确的是
A.铁是负极,发生氧化反应
B.电子由正极经导线流向负极
C.该装置将电能转化为化学能
D.一段时间后,石墨棒表面有大量气泡产生
6.在密闭系统中有反应C(s)+CO2(g) 2CO(g),能使反应速率加快的措施是
①通过减小容器体积增大压强②升高温度③将炭粉碎④恒容条件下通入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2使得压强增大
A.①②③⑥ B.①②④⑥ C.①②③④ D.①②③④⑤
7.室温下,某溶液初始时仅溶有P和Q且二者浓度相等,同时发生以下两个反应:①P+QX+Z;②P+QY+Z。反应①的速率可表示为v1=k1c2(P),反应②的速率可表示为v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分Q、X的浓度随时间变化情况如图所示(溶液体积变化忽略不计)。
下列说法正确的是
A.反应开始时,v1与v2相等
B.室温下,k1:k2=3:2
C.各组分浓度保持不变时,有50%的P转化为Y
D.0~10min内,Y的平均反应速率为1.8×10-2mol·L-1·min-1
8.“自热”火锅的发热包主要成分有:生石灰、铁粉、焦炭粉、氯化钙……等。下列说法错误的是
A.生石灰与水反应放热
B.使用时须向发热包中加入沸水
C.铁粉发生缓慢氧化,辅助放热
D.氯化钙可以吸收微量的水,减缓发热包失效
9.可逆反应:3A(g)+B(g) 2C(g) +2D(g) 在不同条件下的反应速率分别为:
(1)v(A)=0.6mol L-1 min-1 (2) v(B)=0.007 mol L-1 S-1
(3)v(C)=0.4 mol L-1 min-1 (4) v(D)=0.80 mol L-1 min-1
此反应在不同条件下进行最快的是 ( )
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
10.某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度盐酸的反应速率,两组实验所用药品如下:
序号 镁条的质量/g 盐酸
物质的量浓度 体积/mL
1 0.01 1.0 2
2 0.01 0.5 2
实验结果如图所示:下列叙述不正确的是A.该探究实验采用了变量控制的研究方法
B.曲线斜率可表征反应速率
C.理论上若时间足够长,最终反应生成的气体的量应该相同
D.曲线b表示盐酸与镁的反应
11.在容积为1L的密闭容器中充入0.1molCO2、0.1molCH4,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4平衡时转化率与温度、压强的关系如图,下列有关说法不正确的是
A.该反应的正反应为吸热反应
B.压强:p4>p3>p2>p1
C.1100℃时该反应平衡常数约为1.64
D.压强为p4时,在Y点:v(正)12.将一定量X、Y置于某恒容密闭容器中,在一定温度下发生反应:X(s)+2Y(g)Z(g)+W(g)。下列状态不能作为该反应达到化学平衡的标志的是
A.v正(Y)=2v逆(Z) B.Z、W的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化 D.混合气体的压强不再变化
13.根据下图所示,描述正确的是
A.若X为Zn时,可以构成原电池
B.若X为Cu时,X电极反应式为
C.若X为Cu时,H+移向电极Zn
D.若X为Cu时,电子移动的方向是Zn→稀溶液→Cu
14.工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g ),为了增大反应速率,提高经济效益,最理想的措施是
A.增大反应物的浓度 B.增大反应体系的压强
C.提高反应体系的温度 D.选择合适的催化剂
15.反应2SO2+O22SO3经过10s后,SO3的浓度增加了0.4mol L-1,在这段时间内用SO3表示的反应速率为
A.0.04mol (L s)-1 B.0.02mol (L s)-1
C.0.004mol (L s)-1 D.0.002mol (L s)-1
二、填空题
16.甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入,溶液中,乙同学将电极放入溶液中,如图:
(1)原电池中的能量转化过程是将___________。
(2)甲中正极的电极反应式为___________,电子的流向是由___________(填“”或“”)。
(3)乙中负极为___________(填元素符号),该电池的总反应方程式为___________。
(4)如果甲同学和乙同学均认为:“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出___________(填元素符号,下同)的金属活动性更强,而乙会判断出___________的金属活动性更强。
(5)由此实验得出的下列结论中,正确的是___________(填字母)。
A.镁的金属性不一定比铝的金属性强
B.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值
C.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
D.上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠
17.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是_______(填字母代号)。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲_______乙(填“>”、“<“或“=”)。
③请写出图中构成原电池的装置正极的电极反应式_______。
18.分析图,按下列要求写出有关的电极反应式或化学方程式:
(1)石墨棒上发生的电极反应式为___。
(2)铁棒上发生的电极反应式为___。
19.Ⅰ.回答下列问题:
(1)反应常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液作指示剂,若不经计算,直接通过褪色时间的长短判断浓度与反应速率的关系,下列试剂中应选择_________(填序号)。
①1mL0.006mol·L-1的碘水 ②1mL0.06mol·L-1的碘水
③4mL0.06mol·L-1的 Na2S2O3溶液 ④4mL0.006mol·L-1的Na2S2O3溶液
(2)若某同学选取②③进行实验,测得褪色时间为4s,计算_________。
Ⅱ.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。
(3)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是_________ (填选项);
A.密闭容器中氨气的物质的量不变 B.2v生(NH3)=v耗(CO2)
C.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂 D.密闭容器中总压强保持不变
E.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
III.在2L密闭容器内,800℃时反应: 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.010 0.006 0.0048 0.004 0.004
(4)下图中表示NO2的变化的曲线_____(填字母);
(5)800℃,0~2s内,NO的转化率是___________;
(6)用NO表示该反应从起始到平衡时间内的平均速率v=___________。
20.在容积为2L的密闭容器中,在800℃下发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),n(NO)随时间的变化如表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中表示NO2的变化的曲线是____(用a、b、c、d表示)。用O2表示0~2s内该反应的平均速率v=____。
(2)图中A点处,v正____v逆;A点正反应速率____B点正反应速率(填“>”、“=”或“<”)
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____(填字母)。A.混合气体颜色不再改变 B.容器内压强不再改变
C.气体密度不变 D.NO的生成速率和NO2的消耗速率相等
(4)下列措施能使该反应的反应速率增大的是____(填字母)。
A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度
C.增大O2浓度 D.选择高效的催化剂
21.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3mol,B为6mol,5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的速率为0.1mol·L-1·min-1。计算:
(1)5min末A物质的量浓度为______。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率为v(B)为______。
(3)化学方程式中n=_____。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
① v(A)=4 mol·L-1·min-1     
② v(B)=6 mol·L-1·min-1
③ v(C)=4.5 mol·L-1·min-1     
④ v(D)=5 mol·L-1·min-1
其中反应速率最大的是______。
(5)A 5min末时的转化率为______。
(6)下列描述中,为该反应达到平衡的标志的是___。
A.v正(A)=v逆(B)
B.n(A): n(B): n(C)=1: 2: 3
C.反应混合物中各组分物质的量浓度不再改变
22.如图所示装置:
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为___________。两极反应式为:正极___________;负极___________。该原电池中的H+向___________(Mg、Al)极移动。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为___________,正极为___________;总反应方程式为___________。
23.反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示:
(1)该反应为____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若要使该反应的反应速率增大,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.减小压强
(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为____(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为_________,该极上发生的电极反应为_______________,外电路中电子由____(填“正”或“负”,下同)极向____极移动。
24.(Ι)300 ℃时,将2mol A和2mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2 C(g)+2D(g) ΔH,2min末达到平衡,生成0.8mol D。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为K=________,已知K300℃”或“<”)。
(2)在2min末时,B的平衡浓度为________。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(Ⅱ)硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中,最关键的一步反应为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)一定条件下,SO2与O2反应10min后,若SO2和SO3物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L,则10min生成SO3的化学反应速率为______。
(2)下列关于该反应的说法正确的是______。
A.增加O2的浓度能加快反应速率 B.降低体系温度能加快反应速率
C.使用催化剂能加快反应速率 D.一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3
(3)工业制硫酸,用过量的氨水对SO2尾气处理,请写出相关的离子方程式:_________。
25.某校化学兴趣小组为了探究原电池工作原理,进行如下系列实验。
请分析实验结果并回答相应问题。
(1)实验一中,铜片、锌片表面均有红色物质析出,电流表指针偏转,但较短时间内电流明显减小。实验结束时测得锌片减少了3.94 g,铜片增重了3.84 g,则该原电池的工作效率是____(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)。
(2)实验二中,刚将铜片、锌片插入溶液中时电流表指针偏转,但立即就归零了。为什么锌的电子不能持续通过导线流向铜极给Cu2+ ____________________________________。
(3)实验三中,盐桥中K+流向____(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液,如果Zn的消耗速率为1×10-3mol·s-1,则K+的迁移速率为____mol·s-1。与实验一比较,实验三原电池的工作效率大大提高,原因是_______________________________________。
(4)根据实验一、二、三可得出的结论是________________________(写出两点即可)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.若2v正(H2)=3v逆(NH3),可判断v正(H2)=v逆(H2),则反应达到平衡状态,A错误;
B.单位时间内生成1molN2的同时消耗3molH2,可判断v正(N2)=v逆(N2),则反应达到平衡状态,B错误。
C.该反应体系为气体减小的反应,在固定容积的密闭容器中,压强不变时说明气体的总物质的量不再改变,可判断反应达到平衡状态,C正确。
D.体系中三种物质均为气体且容积固定,则密度恒定,D错误;
答案为C。
2.D
【详解】A.碘受热后由固态直接变为气态的过程为升华,属于物理变化,不是化学变化,故A不选;
B.氢氧化钠与稀盐酸的反应为放热反应,没有元素的化合价变化,是非氧化还原反应,故B不选;
C.甲烷在O2中的燃烧反应,有化合价的变化属于氧化还原反应,但属于放热反应,故C不选;
D.Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热反应,且没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,故D选;
故选D。
3.C
【分析】根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+可知,反应中铁失电子被氧化,应为原电池负极;正极应为活泼性比铁弱的金属或导电的非金属材料,Fe3+在正极得到电子而被还原,电解质溶液应为含Fe3+的盐,据此分析判断。
【详解】A.铜比铁的活泼性弱,铁为负极,铜为正极,与溶液组成的原电池的总反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,故A不选;
B.石墨为正极,铁片为负极,与溶液组成的原电池的总反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,故B不选;
C.铁的活泼性比锌弱,铁片为正极,锌片为负极,与溶液组成的原电池的总反应不是2Fe3++Fe=3Fe2+,故C选;
D.银片为正极,铁片为负极,与溶液组成的原电池的总反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,故D不选;
故选C。
4.A
【详解】A. 在相同条件下正反应和逆反应同时进行,故A正确;
B. 氯化铵分解的条件是加热,氨气与氯化氢反应生成氯化铵常温就可进行,不属于可逆反应,故B错误;
C. 可逆反应达到一定限度后,反应仍在进行,达到平衡状态,速率不为0,故C错误;
D. 同一可逆反应的正反应进行的程度不一定大于逆反应的进行程度,故D错误;
故选A。
5.A
【分析】铁是活泼金属,能够与硫酸铜反应置换出铜,形成原电池,铁为负极,石墨为正极,据此分析解答。
【详解】A.该装置中,铁易失电子而作负极,发生氧化反应,石墨作正极,故A正确;
B.原电池中,电子从负极(铁)经过导线流向正极(石墨),故B错误;
C.该装置为原电池,能够将化学能转化为电能,故C错误;
D.总反应为铁与硫酸铜溶液的置换反应,Fe+ Cu2+ =Fe2+ + Cu,一段时间后,石墨棒表面析出铜,故D错误;
故选A。
6.C
【详解】①通过减小容器体积增大压强,浓度增大,速率加快,故①符合题意;②升高温度,反应速率加快,故②符合题意;③将炭粉碎,增大接触面积,反应速率加快,故③符合题意;④恒容条件下通入CO2,浓度增大,反应速率加快,故④符合题意;⑤增加炭的量,浓度未变,反应速率不变,故⑤不符合题意;⑥恒容条件下通入N2使得压强增大,浓度不变,反应速率不变,故⑥不符合题意;因此能使反应速率加快的措施是①②③④,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
7.B
【分析】由图中数据,可建立如下两个三段式:
【详解】A.反应开始时,由X与Y的浓度变化,可确定v1(X):v2(Y)=0.12:0.08=3:2,A不正确;
B.室温下,v1(P):v2(P)=k1:k2= v1(X):v2(Y)=3:2,B正确;
C.各组分浓度保持不变时,由v1(X):v2(Y)=3:2,可得出P转化为X、Y的转化率之比为3:2,有40%的P转化为Y,C不正确;
D.0~10min内,Y的平均反应速率为=8×10-3mol·L-1·min-1,D不正确;
故选B。
8.B
【详解】A.生石灰与水发生反应生成氢氧化钙,会放出大量的热,故A正确;
B.反应本身放热,无需加入沸水,故B错误;
C.铁粉缓慢氧化的过程也是放热反应,故C正确;
D.生石灰吸水会使发热包失效,氯化钙有吸水干燥作用,减缓发热包失效,故D正确;
故选B。
9.B
【详解】比较反应速率时,一看单位,若单位不同,需换算单位;二看物质,若是用不同物质表示的反应速率,需要换算到用同种物质表示的反应速率。四种条件下的反应速率可全部转化为用物质B表示的反应速率,原理是:不同物质表示的化学反应速率,其数值之比等于化学计量数之比。(1)v(B)= 0.2mol L-1 min-1;(2)v(B)= 0.42mol L-1 min-1;(3)v(B)= 0.2mol L-1 min-1;(4)v(B)= 0.4mol L-1 min-1。此反应在不同条件下进行最快的是(2),故答案B。
10.D
【详解】A.根据表格数据,只有酸浓度不同,其余条件相同,采用的是变量控制的研究方法,故A正确;
B.生成的气体越多,压强越大,因此曲线斜率越大,表示反应速率越快,可以用曲线斜率表征反应速率,故B正确;
C.镁的质量为0.01g,物质的量为=mol,实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol,根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑,两实验中盐酸均过量,镁完全反应,只要时间足够长,最终反应生成的气体的量应该相同,故C正确;
D.盐酸的浓度越大,反应速率越快,曲线b表示0.5mol/L盐酸与镁的反应,故D错误;
故选D。
11.D
【详解】A.从图象分析,随温度升高CH4转化率增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,选项A正确;
B.根据方程式,压强增大,平衡向逆反应方向移动,甲烷的转化率变小,故P4>P3>P2>P1,选项B正确
C.根据三段式可知:
平衡常数K==1.64,选项C正确;
D.在y点,甲烷的转化率小于平衡时的转化率,反应正向进行,v正>v逆,选项D错误;
答案选D。
12.D
【详解】A.正逆反应速率之比等于化学计量数之比时,反应达到化学平衡状态,A不符合题意;
B.Z、W的体积分数不再变化时,反应达到化学平衡状态,B不符合题意;
C.该反应有固体参与反应,气体的质量是变量,容器的体积不变,故混合气体的密度是变量,当混合气体的密度不再变化是,能说明反应达到化学平衡状态,C不符合题意;
D.该反应是气体分子数不变的反应,混合气体的压强始终不变,故D符合题意;
答案选D。
13.B
【详解】A.若X为Zn时,两个电极金属活泼性相同,不可以构成原电池,故A错误;
B.若X为Cu时,Zn比Cu活泼,Zn作负极,Cu作正极,反应为,故B正确;
C.若X为Cu时,Zn比Cu活泼,Zn作负极,Cu作正极,H+移向正极Cu,故C错误;
D.若X为Cu时,Zn比Cu活泼,Zn作负极,Cu作正极,电子由负极流向正极,故移动的方向是Zn→导线→Cu,电子不能进入到溶液中,故D错误;
故选B。
14.D
【详解】在影响化学反应速率的外界因素中,对反应速率影响最显著、经济效益最高的措施为选择合适的催化剂,故选D。
15.A
【详解】反应2SO2+O22SO3经过10s后,SO3的浓度增加了0.4mol L-1,在这段时间内用SO3表示的反应速率为==0.04mol/(L s),故答案为:A。
16.(1)化学能转化为电能
(2) 2H++2e-=H2↑
(3) Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(4) Mg Al
(5)CD
【解析】(1)
原电池中的能量转化过程是将化学能转化为电能;
(2)
甲中电解质为硫酸溶液,镁的活泼性比铝强,则镁做负极,铝做正极,氢离子得电子生成氢气,正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑,电子从负极流向正极,即;
(3)
乙中电解质为NaOH溶液,铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,负极为Al,该电池的总反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(4)
甲中镁作负极、乙中铝作负极,根据作负极的金属活泼性强判断,甲会判断出Mg的金属活动性更强,而乙会判断出Al的金属活动性更强;
(5)
A.镁的金属性大于铝,但失电子难易程度与电解质溶液有关,故A错误;
B.该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极,不能说明金属活动性顺序没有使用价值,故B错误;
C.该实验说明化学研究对象复杂,反应与条件有关,电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同,所以应具体问题具体分析,故C正确;
D.根据甲、乙中电极反应式知,原电池正负极与电解质溶液有关,上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠,故D正确;
故答案为:CD。
17. BD > 2H++2e-=H2↑
【详解】①A.乙装置没有形成闭合回路,乙没有构成原电池,故A错误;
B. 乙没有构成原电池,铜和硫酸不反应,乙中铜片上没有明显变化,故B正确;
C.甲构成原电池,铜是正极,正极反应式是2H++2e-=H2↑,甲中铜片质量不变,故C错误;
D.两烧杯中都有氢气放出,氢离子浓度减小,两烧杯中溶液的pH均增大,故D正确;
选BD。
②甲构成原电池,乙没有构成原电池,在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲>乙。
③甲图构成原电池,铜是正极,氢离子在铜表面得电子生成氢气,正极的电极反应式2H++2e-=H2↑。
18. 2H2O+O2+4e-=4OH- Fe-2e-=Fe2+
【分析】碳棒、铁片和氯化钠溶液组成原电池,Fe失电子为负极,氧气在碳棒上得电子为正极。
【详解】(1)由碳棒、铁片和氯化钠溶液组成的原电池中,碳棒为正极,中性环境中氧气在正极上得电子生成氢氧根离子,碳棒上的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-;
(2)铁为负极,负极上Fe失电子生成亚铁离子,电极反应为Fe-2e-=Fe2+。
19.(1)①③④
(2)0.005 mol·L-1·s-1
(3)B E
(4)b
(5)70%
(6)0.002 mol·L-1·s-1
【分析】(1)根据改变浓度且确保指示剂能变色的原则分析。
(2)根据反应速率计算公式计算。
(3)平衡状态的判断依据进行判断,注意正逆反应速率的表示。
(4)根据三段式计算平衡时的数据,并根据速率公式计算。
(1)
因为实验需要观看实验过程中褪色时间,故碘需要完全反应,故硫代硫酸钠正好完全反应或者过量,故选择①③④。
(2)
某同学选取②③进行实验,测得褪色时间为4s,则碘完全反应,计算 =0.005 mol·L-1·s-1。
(3)
A.密闭容器中氨气的物质的量不变说明反应到平衡;
B.2v生(NH3)=v耗(CO2)不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应到平衡;
C.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂能说明正逆反应速率相等,反应到平衡;
D.密闭容器中总压强保持不变能说明反应到平衡;
E.容器中CO2与NH3为同时生成的物质,其的物质的量之比保持不变不能说明反应到平衡。故选BE。
(4)
根据分析,故b曲线表示二氧化氮的物质的量浓度变化。
(5)
0~2s内,NO的转化率 =70%。
(6)
用NO表示该反应从起始到平衡时间内的平均速率v =0.002 mol·L-1·s-1。
20.(1) b 0.0015mol/(L s)
(2) > <
(3)AB
(4)BCD
【详解】(1)NO2是生成物,浓度从0开始,根据化学方程式中NO与NO2的计量数相等,反应中浓度的变化量也相等,最终平衡时NO2的浓度小于0.01mol/L,所以表示NO2的浓度变化的曲线是b线,由表知0~2s内NO的反应速率为,根据速率之比等于计量数之比计算O2的平均速率为,故答案为:b;0.0015 mol/(L s);
(2)A点之后,NO2的物质的量浓度仍在增大,说明反应正向进行,则A点处,v正>v逆,B点到达平衡,v正=v逆,则A点正反应速率;<;
(3)A.二氧化氮是红棕色气体,混合气体颜色不再说明二氧化氮的浓度不再变化,能说明该反应已达到平衡状态,故A正确;
B.容器中气体的压强不变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故B正确;
C.容器体积不变,混合气体的质量不变,所以气体密度一直不变,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.只要反应发生就有NO的生成速率和NO2的消耗速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
故选:AB;
(4)A.及时分离出NO2气体,生成物浓度减小,反应速率降低,故A错误;
B.适当升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,故B正确;
C.增大O2的浓度,单位体积内氧气活化分子个数增多,化学反应速率加快,故C正确;
D.选择高效的催化剂,只改变化学反应速率不影响平衡移动,故D正确;
故选:BCD。
21. 1 mol·L-1 0.2 mol·L-1·min-1 1 ④ (或33.3%或33%) C
【分析】根据“三段式” 计算。
【详解】(1)根据“三段式”,5min末A物质的量浓度为1 mol·L-1;
(2)前5min内用B表示的化学反应速率为v(B)=0.2 mol·L-1·min-1。
(3) D表示的速率为0.1mol·L-1·min-1,则5min末D的浓度为0.5n=0.1mol·L-1·min-1×5min,n=1。
(4)根据速率比等于系数比,即;
① v(A)=4 mol·L-1·min-1;
② 3 mol·L-1·min-1;
③ 1.5 mol·L-1·min-1 ;
④ v(D)=5 mol·L-1·min-1;
其中反应速率最大的是④;
(5)A 5min末时的转化率为33.3%。
(6) A. 达到平衡状态时,正逆反应速率的比等于系数比,若v正(A)=v逆(B)没有达到平衡状态,故不选A;
B.各物质的量不变时为平衡状态,n(A): n(B): n(C)=1: 2: 3,物质的量不一定不再改变,所以不一定平衡,故不选B;
C.根据化学平衡的定义,各组分物质的量浓度不再改变时达到平衡状态,反应混合物中各组分物质的量浓度不再改变,一定达到平衡状态,故选C;
【点睛】本题考查化学平衡的计算,把握化学平衡三段法、速率比较和速率的计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意利用速率与化学计量数的关系确定n。
22. 镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转 2H++2e-=H2↑ Mg-2e-=Mg2+ Al Al Mg 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【分析】Mg比Al活泼,二者都可与酸反应,如电解池溶液为酸,则Mg为负极,发生氧化反应,Al为正极,发生还原反应;如电解质溶液为氢氧化钠溶液,因Mg与碱不反应,而Al反应,则Al为负极,以此可解答该题。
【详解】(1)该装置为原电池装置,将化学能转变为电能,镁比铝活泼,当电解池溶液为稀硫酸时,镁作原电池负极,发生氧化反应,镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转,电极反应为Mg-2e-=Mg2+,铝作正极,发生还原反应,电极反应为2H++2e-=H2↑;原电池中阳离子向正极移动,则H+向Al极移动;
(2)铝能与NaOH溶液反应,而镁不反应,所以铝作负极,带负电,镁作正极,电池总反应和铝与NaOH溶液的反应相同,为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
23. 放热 AC 正 产生无色气泡 2H++2e-═H2↑ 负极Fe 正极Cu
【详解】(1)由图:反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,故答案为:放热;
(2)A.将铁片改为铁粉,增大反应物接触面积,化学反应速率加快,故正确;
B.将稀硫酸改为浓硫酸,浓硫酸和铁发生钝化现象而阻止进一步反应,所以化学反应速率减慢,故错误;
C.升高温度增大活化分子百分数,化学反应速率加快,故正确;
D.减小压强,反应速率降低,故错误;
故选AC;
(3)Cu、Fe和稀硫酸构成原电池,易失电子的金属Fe作负极,另一种金属Cu作正极;Cu电极上氢离子得电子生成氢气,所以看到的现象是有无色气体生成,电极反应式为2H++2e-═H2↑,电子由负极Fe流向正极Cu,
故答案为:正;产生无色气泡;2H++2e-═H2↑;电子由负极Fe流向正极Cu。
24. > 0.8mol/L 不变 0.3mol/(L·min) AC SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O
【详解】(Ι)(1)根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数表达式为K=;已知K300℃(2)2min末达到平衡,生成0.8molD,根据反应方程式可知该时段内消耗0.4molB,所以平衡时B的物质的量为2mol-0.4mol=1.6mol,容器体积为2L,则B的浓度为0.8mol/L;
(3)该反应前后气体系数之和相等,所以缩小容器体积压强增大,但平衡不发生移动,所以A的转化率不变;
(Ⅱ)(1)初始投料为SO2和O2,所以该时段内△c(SO3)=3mol/L,所以v(SO3)==0.3mol/(L·min);
(2)A.浓度增大,单位体积内活化分子数增大,反应速率加快,所以增加O2的浓度能加快反应速率,故A正确;
B.降低温度,活化分子百分数减少,反应速率减慢,故B错误;
C.催化剂可以降低反应活化能,加快反应速率,故C正确;
D.可逆反应中反应物不能完全转化为生成物,故D错误;
综上所述答案为AC;
(3)氨水显碱性,二氧化硫可以与过量氨水反应生成亚硫酸铵和水,离子方程式为:SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O。
【点睛】对于吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数变大,对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小。
25. 60% 未形成闭合回路 CuSO4 2×10-3 氧化剂和还原剂互不接触,电子只能通过导线发生转移 Zn的活泼性比Cu的强、原电池的两极需要形成闭合回路才能产生电流、有盐桥的原电池可以提高工作效率(其他答案合理也可)
【详解】(1)铜片、锌片表面均有红色物质铜析出,固体减小的质量为:3.94g-3.84g=0.1g,
根据反应关系式:Zn~Cu △m(减小)
65 64 1
6.5g 0.1g
参加反应的锌的质量为6.5g,根据电子守恒,参加原电池反应的锌的物质的量为n(Zn)=n(Cu)==0.06mol,该原电池的工作效率为:×100%=60%;
(2)由于锌失电子则形成Zn2+进入溶液显正电性,Cu2+得电子则溶液显负电性,这两种因素均阻碍电子流向铜板,未形成闭合回路;
(3)实验三中,铜为正极,锌为负极,电流在外电路有铜流向锌,溶液中电流由锌流向铜,所以钾离子流向CuSO4溶液,氯离子流向硫酸锌溶液;根据电荷守恒可知,如果Zn的消耗速率为1×10-3mol/s,则钾离子则K+的迁移速率为2×10-3 mol·s-1;
实验一中Zn直接和硫酸铜接触,有少量的铜离子在锌的表面得电子发生反应,而实验三氧化剂和还原剂互不接触,电子只能通过导线发生转移,所以工作效率大大提高;
(4)根据实验一、二、三可得出的结论是Zn的活泼性比Cu的强、原电池的两极需要形成闭合回路才能产生电流,有盐桥的原电池可以提高工作效率。
答案第1页,共2页
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