专题6《化学反应与能量变化》测试
一、单选题
1.一定温度下,在某恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡的标志是
A.混合气体的总质量不再随时间而改变
B.混合气体的总压强不再随时间而改变
C.单位时间内,每消耗1molM,同时生成2molR
D.混合气体的密度不再随时间而改变
2.燃料电池是一种高效环境友好的发电装置。下列说法不正确的是
A.氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O
B.氢氧燃料电池中,当转移4mol电子时消耗2mol氢气
C.甲烷燃料电池中,需要点燃才能完成
D.燃料电池中发生的化学反应是氧化还原反应
3.已知反应为放热反应,对该反应的下列说法中正确的( )
A.X的能量一定高于M
B.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
C.Y的能量一定高于N
D.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
4.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是
A.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.铅蓄电池充电时也发生了氧化还原反应
D.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上得到电子
5.下列过程需要吸收能量的是
A.化学键生成 B.水汽凝结 C.酸碱中和 D.氢气还原氧化铜
6.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是
A.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
7.一定条件下,在1L密闭容器中加入2molN2和6molH2,发生反应:N2+3H22NH3,2min末测得N2的物质的量是1mol。则在2min内的化学反应速率为
A.v(N2)=0.5mol/(L min) B.v(H2)=1.0mol/(L min)
C.v(NH3)=1.5mol/(L min) D.v(NH3)=2.0mol/(L min)
8.和都是汽车尾气中的有害气体,它们在催化转化器中能反应生成氮气和,对此反应,下列说法中错误的是
A.改变压强不可以改变反应速率
B.使用催化剂能同时增大正、逆反应的速率
C.缩小体积能增大反应速率
D.升高温度能增大吸热方向的反应速率
9.在1L的恒容密闭容器中,发生反应:4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2min末B的浓度减少了0.6mol L-1。对该反应反应速率的正确表示是
A.用A表示的反应速率是0.4mol L-1 min-1
B.用B、C、D分别表示的反应速率,其比值是3:2:1
C.在2min末用B表示的反应速率为0.2mol L-1 min-1
D.0~2min内,用B表示的反应速率逐渐增大
10.煤的液化可获得乙醇:2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(l)+H2O(l) ΔH= -1709.2 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A.反应物的总能量小于生成物的总能量
B.升高温度可增大活化分子的数目及有效碰撞频率,因而温度越高越利于获得乙醇
C.使用合适的催化剂、增大压强均有利于提高原料的平衡转化率
D.在绝热密闭容器中进行时,容器中温度不再改变则说明已达平衡状态
11.下列关于反应能量的说法正确的是
A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)△H=-216kJ mol-1,则反应物总能量大于生成物总能量
B.吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量,因而没有价值
C.101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6k mol-1,则H2的燃烧热为571.6k mol-1
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ mol-1,则含1 mol NaOH的溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量
二、填空题
12.合成氨时,在某个密闭容器中发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
(1)下列能使反应速率加快的是_____________________
①升高温度 ②减小容器体积 ③通入N2 ④通入Ar使压强增大 ⑤通入HCl气体 ⑥加入合适的催化剂
A.①③④⑤ B.①②③⑥ C.①②③④ D.②④⑤⑥
(2)在恒温、恒容的条件下,下列说法能表示反应达到化学平衡状态的是__________
①当有1molN2被消耗,就有2molNH3生成
②当有6molH—H键形成时,就有12molN—H键形成
③2正(N2)=逆(NH3)
④N2的物质的量不再变化
⑤H2、N2、NH3的浓度之比等于3:1:2
⑥混合气体的密度不变
⑦混合气体的压强不变
⑧混合气体的平均相对分子质量不变
A.①③④⑤⑦ B.①②③④⑧ C.②③④⑦⑧ D.②④⑤⑥
(3)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)(放热反应)。测得压强-时间图象如图甲,测得p2=0.8p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如图乙图象。
①如图甲,反应开始至平衡时NH3的平均反应速率为_____________________,平衡时氢气的转化率为_________。
②如图乙,下列说法正确的是_________
A.t1时刻可能是加入了催化剂
B.改变条件可以使H2 100℅转化为NH3
C.增大N2的浓度,可以提高H2的转化率
D.t2时刻,N2的浓度与NH3的浓度之比为1:2
13.(1)现有下列微粒:①16O 和18O②金刚石和石墨③H2O 和D2O ④S2 和S8⑤氯气和液氯⑥H2、D2和T2
属于同位素的是__________________(填序号,下同)
属于纯净物的是______________________
属于同素异形体的是__________________________
等质量的H2、D2和T2中含有的质子数之比为_____________。
(2)以下过程: ①液态水汽化②二氧化碳和碳高温生成一氧化碳③浓硫酸稀释④铝热反应⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥Na2O2 与H2O⑦Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl⑧硝酸铵的溶解 属于放热反应的是____________(填序号),写出反应⑦的化学方程式______________________。
14.某学习小组利用酸性KMnO4和H2C2O4反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。 实验时,先分别量取KMnO4酸性溶液、H2C2O4溶液,然后倒入大试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
(1)已知草酸H2C2O4是一种二元弱酸,写出草酸的电离方程式_______、_______。酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应的离子方程式为:_______。
实验编号 H2C2O4溶液 KMnO4溶液 温度/℃
浓度(mol/L) 体积(mL) 浓度(mol/L) 体积(mL)
a 0.10 2.0 0.010 4.0 25
b 0.20 2.0 0.010 4.0 25
c 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(2)某同学设计了以上实验,探究浓度对化学反应速率影响的组合实验编号是_______,可探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_______。
(3)在实验中,草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时,褪色总是先慢后快,其可能的原因是_______。
15.碘及其化合物在生产生活中有重要作用。
(1)单质碘可与氢气反应生成碘化氢。将物质的量比为2:1的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),反应经过5分钟测得碘化氢的浓度为 0.1 mol L-1,碘蒸气的浓度为0.05mol L-1。
①前5分钟平均反应速率 (H2) =___________ ,H2的初始浓度是___________。
②下列能说明反应已达平衡状态的是___________(填序号)。
a. 混合体系总压强保持不变
b. 单位时间内断裂的H-H键数目与断裂的H-I键数目相等
c. c(H2):c(I2):c(HI) =1:1:2
d. 2(I2)正= (HI)逆
e. 反应混合体系的颜色不再发生变化
(2)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为0.01 mol L-1的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2 +2 +2H+ =+ 2H2O
反应分两步进行:
反应A: …… 反应B: I2+2 = 2I- +
①反应A的离子方程式是___________。对于总反应,I-的作用是___________。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验I、Ⅱ(溶液浓度均为0.0l mol L-1)
用量试剂 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液 (含淀粉) H2O
实验I 5 4 8 3 0
实验II 5 2 x y z
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验I是30 min、实验II是40 min。实验II中,x、y、z所对应的数值分别是___________、___________、___________;对比实验I、II,可得出的实验结论是___________。
16.化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)如图所示为“锌-铜-稀硫酸”原电池,请写出锌与稀硫酸反应的离子方程式是________。
(2)装置中锌片上发生________(“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是________,铜片上发生反应的电极反应式是________,能证明化学能转化为电能的实验现象为________。
(3)按照电化学装置的四个构成要素来看,Cu的作用是________,稀硫酸的作用是________。
a.电极反应物 b.电极材料 c.离子导体 d.电子导体
(4)从化学的角度分析,原电池装置产生电流的原因是:原电池装置可将__________,并通过能导电的物质形成闭合回路,产生电流。
17.1200℃时可用反应2BBr3(g)+3H2(g)2B(s)+6HBr(g)来制取晶体硼。
(1)下列说法能说明该反应达到平衡的是_____(选填序号,下同)。
a.v正(BBr3)=3v逆(HBr) b.2c(H2)=c(HBr)
c.密闭容器内压强不再变化 d.容器内气体平均摩尔质量不再变化
(2)若密闭容器体积不变,升高温度,晶体硼的质量增加,下列说法正确的是______。
a.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
b.在平衡移动时逆反应速率始终增大
c.正反应为放热反应
d.HBr和H2的物质的量之比减小
(3)若上述反应在10L的密闭容器内反应,5min后,气体总质量减少1.1g,则该时间段内氢气的平均反应速率为_____。
(4)往容器中充入0.2molBBr3和一定量H2,充分反应达到平衡后,混合气体中HBr百分含量与起始通入H2的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中,H2的转化率最高的是_____(选填字母)。b点达到平衡后,再充入H2使平衡到达c点,此过程中平衡移动的方向为_______(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
(5)用单线桥法标出下列反应的电子转移方向和数目:2BBr3(g)+3H2(g)2B(s)+6HBr(g)____________,当消耗标况下22.4L的H2时,转移电子的数目是_____个。
18.SO2是大气污染物之一,也是合成硫酸的原料。
I.在体积为5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和足量的炭粉,发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)。测得不同温度下,达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示。
(1)该反应的正反应为_________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)850℃ 时,反应经过11 min到达A点,测得容器内总压强为p0,则A点的化学平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平浓度,平衡分压=总压×物质的量分数)。
(3)A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,则平衡向__(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
II.一定温度和压强下,把4体积的SO2和2体积的O2充入一密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0.反应达到平衡后,测得混合气体的体积为5体积。
(4)保持上述反应温度和压强不变,设a、b、c分别表示加入的SO2、O2和SO3的体积数,如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。若起始时向逆反应方向进行,则c的取值范围是______________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.全气体参与反应,气体总质量一直保持不变,不能判断反应达到平衡状态,A错误;
B.非等体积反应,气体总的物质的量和压强是变量,不再变化可以说明达到平衡状态,B正确;
C.每消耗1molM,同时生成2molR均为正反应速率,不能判断反应达到平衡,C错误;
D.恒容条件,气体总质量不变,密度一直保持不变,不能判断反应达到平衡,D错误;
故选B。
2.C
【详解】A.氢氧燃料电池是指以氢气和氧气为原料的电池,氢气在负极放电,氧气在正极放电,总反应为2H2+O2=2H2O,故A正确;
B.氢氧燃料电池中负极反应为/,当转移4mol电子时,消耗2mol氢气,故B正确;
C.燃料电池不需要点燃,故C错误;
D.电池的本质为自发的氧化还原反应,故D正确;
故选C。
3.D
【分析】反应为放热反应,放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以X和Y的总能量高于M和N的总能量。
【详解】A.根据分析,该反应只能比较X和Y的总能量与M和N的总能量,不能比较X和M的能量关系,A错误;
B.放热反应不需要持续加热,但不一定不需要加热,有的反应需要加热达到反应的活化能后反应才能进行,B错误;
C.根据A选项的解析,不能比较Y与M的能量关系,C错误;
D.根据分析,放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.太阳能电池的主要材料是高纯度的硅,A错误;
B.氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能,B错误;
C.铅蓄电池在充电、放电时发生的反应中都有元素化合价的变化,因此发生的反应为氧化还原反应,C正确;
D.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子发生氧化反应,D错误;
故合理选项是C。
5.D
【详解】A.破坏化学键吸热,化学键生成放热,故不选A;
B.水蒸气能量大于液态水,水汽凝结放出能量,故不选B;
C.酸碱中和是放热反应,故不选C;
D.氢气还原金属氧化物是吸热反应,氢气还原氧化铜需要吸收能量,故选D;
答案选D。
6.D
【详解】A.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故A正确;
B.使用高效催化剂可同等程度提高正逆反应速率,故B正确;
C.反应达到平衡后,正逆反应速率相等且保持不变,所以NO的反应速率保持恒定,故C正确;
D.升高温度,正逆反应速率均加快,故D错误。
故选D。
7.A
【分析】在1L密闭容器中加入2mol N2和6molH2,发生反应:N2+3H22NH3,2min末测得N2的物质的量是1mol,则转化的N2的物质的量为2mol-1mol=1mol,根据速率公式可知,在2min内的化学反应速率为v(N2)=0.5mol/(L min),据此结合速率之比等于参加反应的各物质化学计量数之比,进行计算分析。
【详解】A.根据上述分析可知,v(N2) = 0.5mol/(L min),A正确;
B.v(H2)= 3v(N2)=1.5 mol/(L min),B错误;
C.v(NH3)=2v(N2)=1.0 mol/(L min),C错误;
D.v(NH3)= 2v(N2)=1.0 mol/(L min),D错误;
故选A。
8.A
【详解】A. 改变压强,如果改变容器的容积,能改变物质的浓度,则可以改变反应速率,A错误;
B. 使用催化剂可同时增大正、逆反应的速率,B正确;
C. 缩小体积相当于增大压强,能增大反应速率,C正确;
D. 升高温度,吸热方向、放热方向的反应速率均增大,只是吸热方向的速率增大的程度更大,D正确;
故选A。
9.B
【详解】A.A为固体物质,浓度视为常数,不能利用固体的浓度变化计算反应速率,A错误;
B.同一反应、同一时间段内不同物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3:2:1,B正确;
C.用B表示的2min内平均速率为v(B)=mol L-1 min-1=0.3mol L-1 min-1,2min末的反应速率为即瞬时速率,随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,在2min末用B表示的反应速率小于0.3mol·(L·min)-1,但具体多少未知,C错误;
D.随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,生成物的浓度变化逐渐减小,则在这2min内用B表示的反应速率的值和用C表示的反应速率的值都逐渐减小,D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.该反应是放热反应,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;
B.升高温度可使更多的普通分子变为活化分子,活化分子的数目增大,有效碰撞频率次数增多,因而反应速率加快;但升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,所以温度越高越不利于获得乙醇,B错误;
C.使用合适的催化剂能够加快反应速率,但对化学平衡移动无影响,因此不能提高原料的平衡转化率,C错误;
D.该反应是放热反应,在绝热密闭容器中进行反应,当容器中温度不再改变时,说明已达平衡状态,D正确;
故答案为D。
11.A
【详解】A.焓变为负,为放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量,故A正确;
B.吸热反应在特殊领域也有价值,如通过吸热反应吸收的热量降低环境温度,故B错误;
C.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,则H2的燃烧热为△H=-285.8k mol-1,故C错误;
D.浓硫酸稀释放热,则1 mol NaOH的溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出热量大于57.3kJ,故D错误;
故答案选A。
【点睛】本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、燃烧热与中和热的含义为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的易错点。
12. B C 0.08mol/(L·min) 40% AC
【分析】根据题意,本题考查化学反应速率、化学平衡的判断、化学平衡移动、图象的分析,运用、勒夏特里原理分析。
【详解】(1)①升高温度,可以加快反应速率,①正确;
②减小容器体积,相当增大压强,反应物和生成物浓度增大,反应速率加快,②正确;
③通入N2 ,增大反应物浓度,反应速率加快,③正确;
④通入Ar使压强增大 ,反应物和生成物浓度不变,反应速率不变,④错误;
⑤通入HCl气体,会与NH3生成NH4Cl,使生成物浓度降低,反应速率减慢,⑤错误;
⑥加入合适的催化剂可以加快反应速率,⑥正确;
故答案:B;
(2)①1molN2被消耗和2molNH3生成 均指正反应速率,不能判断是否达到平衡,①错误;
②当有6molH—H键形成时,就有12molN—H键形成 ,此时正=逆,反应达到平衡状态,②正确;
③2正(N2)=逆(NH3),此时正=逆,反应达到平衡状态,③正确;
④反应过程中N2的物质的量会发生变化,当N2的物质的量不再变化时,正=逆,反应达到平衡状态,④正确;
⑤非平衡时候H2、N2、NH3的浓度之比也可以等于3:1:2,因此H2、N2、NH3的浓度之比等于3:1:2时不能判断是否达到平衡,⑤错误;
⑥在恒温、恒容的条件下,混合气体的密度始终保持不变,因此混合气体的密度不变时不能判断是否达到平衡,⑥错误;
⑦反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)前后气体分子数不相同,在恒温、恒容的条件下,混合气体的压强会发生变化,因此混合气体的压强不变时,反应达到平衡,⑦正确;
⑧反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)前后气体分子数不相同,在恒温、恒容的条件下,混合气体的平均相对分子质量会发生变化,当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡,⑧正确;
故答案为:C;
(3)①假设反应过程中NH3变化的物质的量为2x,则
由p2=0.8p1和反应前后压强比等于气体物质的量之比可知,,解得x=0.4mol,反应开始至平衡时NH3的平均反应速率为,平衡时氢气的转化率;
故答案为:0.08mol/(L·min);40%;
②A.t1时刻改变条件后生成NH3反应速率加快,可能是加入了催化剂,A项正确;
B.可逆反应不能达到 100℅转化,B项错误;
C.增大N2的浓度,平衡向正方向移动,可以提高H2的转化率,C项正确;
D.t2时刻,反应达到平衡状态,此时N2的浓度与NH3的浓度之比不一定为1:2,D项错误;
故答案为:AC。
13. ① ③⑤⑥ ②④ 6:3:2 ④⑤⑥ Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O
【详解】(1)同位素是指质子数相同,中子数不同的核素间关系,研究对象是原子;因此同位素的为16O和18O;由一种成分组成的物质为纯净物,符合条件的有:③H2O和D2O、⑤氯气和液氯、⑥H2、D2和T2;同素异形体是指由同种元素组成不同性质的单质,符合条件的有②金刚石和石墨;④S2和S8;等质量(设为1g)的H2、D2和T2中物质的量分别为1/2mol、1/4mol、1/6 mol;质子数之比为1/2×2:1/4×2:1/6×2=6:3:2;正确答案:①;③⑤⑥;②④; 6:3:2。
(2)①液态水汽化,水由液态到气态需要吸热,属于物理变化,①错误;②二氧化碳和碳高温生成一氧化碳为吸热反应,②错误;③浓硫酸稀释放出大量热量,属于物理变化,③错误;④铝热反应为放热反应,④正确;⑤生石灰跟水反应生成熟石灰放出大量的热,⑤正确;⑥Na2O2与H2O反应放出大量的热,⑥正确;⑦Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl为吸热反应,⑦正确;硝酸铵的溶解过程吸热,属于物理变化,⑧错误;符合条件得有④⑤⑥;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成氯化钡、氨气和水,化学方程式Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O;正确答案:④⑤⑥;Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O。
点睛:常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等;常见的吸热反应为:大多数的分解反应,氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等,氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水。
14.(1) H2C2O4 H+ + HC2O HC2O H+ +C2O 2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2) a和b b和c
(3)反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
【详解】(1)草酸H2C2O4是一种二元弱酸,分步电离,其电离方程式为H2C2O4H+ + HC2O4- 、HC2O4- H+ + C2O42-;在酸性条件下,高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水,离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)由表中实验条件对比可知:实验a和b仅反应物的浓度不同,b与c仅实验的温度不同;根据控制变量法,探究浓度对化学反应速率影响的组合实验编号是a和b,可探究温度对化学反应速率影响的实验编号是b与c;
(3)在其它条件都相同时,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,其中水在反应前后都存在,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+。
15.(1) 2 mol L-1 de
(2) 催化剂 8 3 2 则其他条件不变,增大氢离子的浓度可以加快反应速率
【解析】(1)
①对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g),计量系数之比等于反应速率之比,反应经过5分钟测得碘化氢的浓度为 0.1 mol L-1,则,;
碘蒸气的浓度为0.05mol L-1,设投入的氢气的物质的量浓度为2a mol L-1根据化学方程式列出三段式为:
则根据计算可得,,H2的初始浓度为2 mol L-1
②可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)为全气态等体反应,判断如下
a.混合体系总压强保持不变,该反应为等体反应压强为定值,无法判断是否达到平衡状态,a项错误;
b.单位时间内断裂的H-H键数目与断裂的H-I键数目相等,1mol氢气中存在1模棱H-H键,2molHI中存在2mol的H-I键,b项错误;
c.c(H2):c(I2):c(HI) =1:1:2,浓度之比等于计量系数之比无法判断是否达到平衡状态,c项错误;
d.2(I2)正= (HI)逆,正反应速率等于逆反应速率,d项正确;
e.I2为紫色物质,随着反应的进行,紫色的碘蒸气不断被消耗,反应体系的颜色不断变浅,当反应混合体系的颜色不再发生变化,即可说明反应达到平衡状态,e项正确;
答案选de;
(2)
①“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2 +2 +2H+ =+ 2H2O,反应B: I2+2 = 2+,则反应A的离子方程式为总反应减去反应B的离子方程式,反应A的离子方程式为:;
反应A中碘的化合价由-1价升高到0价,反应B中碘的化合价由0价降低为-1价,对于总反应,的作用是催化剂;
②“碘钟实验”的总反应的离子方程式为H2O2 +2 +2H+ =+ 2H2O,分析表格数据可知,H2O2溶液用量相同,KI溶液的用量相同,Na2S2O3溶液的用量相同,其变量为硫酸溶液的用量,则总用量为4,H2O的用量为2,综上所述,x=8,y=3,z=2;
对比实验I、II反应条件为硫酸溶液的用量,则其他条件不变,增大氢离子的浓度可以加快反应速率;
16. Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 氧化 Zn 2e-= Zn2+ 2H+ + 2e-=H2↑ 电流表指针发生偏转或铜片上有气泡产生 b d a c 氧化反应与还原反应分在不同的区域进行
【详解】
(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,离子方程式为:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑;
(2)锌的活泼性大于铜,构成原电池时,锌为负极、铜为正极,锌失去电子生成锌离子,发生氧化反应,电极反应式为Zn 2e-= Zn2+;氢离子在铜片上得电子生成氢气,电极反应式为:2H+ + 2e-=H2↑;原电池是将化学能转化为电能的装置,能证明化学能转化为电能的实验现象是电流表指针发生偏转或铜片上有气泡产生;
(3)原电池的构成条件:①两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极,②有电解质溶液,③形成闭合回路,在该原电池中,铜作正极,电子从负极经导线流向正极,则铜的作用是作电极材料和电子导体;稀硫酸中的氢离子在铜电极上得电子生成氢气,则稀硫酸的作用是作电极反应物和离子导体;
(4)从化学的角度来看,原电池装置可将自发进行的氧化还原反应中的氧化反应与还原反应分在不同的区域进行,并通过能导电的物质形成闭合回路,从而产生电流。
17. cd ab a 正向 2NA
【分析】(1)根据判断平衡标志的方法进行分析。
(2)根据平衡移动原理进行分析。
(3)先得到B的质量和物质的量,再计算生成氢气物质的量,再计算该时间段内氢气的平均反应速率。
(4)向容器中不断加入氢气,平衡正向移动,BBr3转化率增大,但氢气转化率降低。
(5)BBr3(g)化合价降低,由+3价降低到0价,一个BBr3(g)电子转移3个电子。
【详解】(1)a.v正(BBr3)=3v逆(HBr),一个正向对应,一个逆向反应,满足两个不同方向,但速率比不等于计量系数之比,故a不符合题意;b.2c(H2)=c(HBr)不能作为判断平衡标志,故b不符合题意;c.该反应是体积增大的反应,即压强增大的反应,当密闭容器内压强不再变化,则达到平衡,故c符合题意;d.平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,正向反应,气体质量减小,气体物质的量增大,气体摩尔质量减小,当容器内气体平均摩尔质量不再变化,则达到平衡,故d符合题意;综上所述,答案为:cd。
(2)若密闭容器体积不变,a.升高温度,速率增大,晶体硼的质量增加,说明平衡正向移动,即在平衡移动时正反应速率先增大后减小,故a正确;b.升高温度,速率增大,由a分析平衡正向移动,因此平衡移动时逆反应速率始终增大,故b正确;c.升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热反应,故c错误;d.平衡正向移动,HBr和H2的物质的量之比增大,故d错误;综上所述,答案为:ab。
(3)若上述反应在10L的密闭容器内反应,5min后,气体总质量减少1.1g,说明生成B质量为1.1g即物质的量为0.1mol,则生成氢气物质的量为,则该时间段内氢气的平均反应速率为;故答案为:。
(4)向容器中不断加入氢气,平衡正向移动,BBr3转化率增大,但氢气转化率降低,因此在a、b、c三点中,H2的转化率最高的是a。b点达到平衡后,再充入H2使平衡到达c点,此过程中平衡移动的方向为正向;故答案为:a;正向。
(5)BBr3(g)化合价降低,由+3价降低到0价,一个BBr3(g)电子转移3个电子,因此2mol BBr3(g)和3mol H2电子转移6mol个电子,因此用单线桥法标出下列反应的电子转移方向和数目: ,当消耗标况下22.4L的H2时即1mol,转移2mol电子,因此转移电子的数目是2NA个;故答案为: ;2NA。
【点睛】向容器中加入反应物中的一种反应物,平衡正向移动,另外一种物质的转化率增大,另一种反应物的转化率降低。
18. 吸热 0.25p0 正反应方向 c2
【分析】(1) 根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示,温度越高,生成S的物质的量也越高,平衡向吸热方向移动;
(2) 用平衡分压代替平浓度,平衡分压=总压×物质的量分数,代入平衡常数的表达式即可求解;
(3) A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,此时根据物质的量多少便可判断方向;
(4) 若起始时,V正【详解】(1) 发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g),根据达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示,温度越高,生成S的物质的量也越高,平衡正向移动,因此正方向为吸热,,故答案为:吸热;
(2) 850℃ 时,反应经过11 min到达A点(850,0.45),则
该温度下,S和CO2的物质的量分数为:,SO2的物质的量分数为:,因此,该温度下反应的平衡常数,故答案为:0.25p0;
(3) A点时,保持其他条件不变,再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2,此时剩余的SO2为1.0mol+0.55mol=1.55mol,此时剩余的CO2为1.0mol+0.45mol=1.45mol,SO2 物质的量大于CO2物质的量,平衡正反应方向移动,故答案为:正反应方向;
(4) 若起始时向逆反应方向进行,则c应大于平衡时的量,
则c2,故答案为:c2。
答案第1页,共2页
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