专题6《化学反应与能量变化》检测题
一、单选题
1.下列有关化学反应限度的说法正确的是
A.所有化学反应的限度都相同
B.一定条件下,炼铁高炉尾气中CO含量不随高炉高度的改变而改变,是因为有关反应达到了限度
C.可逆反应的化学限度不会随反应条件的改变而改变
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
2.下列不属于可逆反应的是
A.N2+3H22NH3
B.CO2+H2OH2CO3
C.2NO2N2O4
D.Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4 +2H2O
3.是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g晶体Si中键数目为
B.100g质量分数为17%的水溶液中极性键数目为
C.一定条件下,与足量反应,转移的电子数为
D.18g重水()中含有的质子数为
4.化学与我国传统文化密切相关。下列解读错误的是
A.《汉书》中“高奴县洧水可燃”,这里的“洧水”指的是石油
B.《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,操作中“渍”和“绞”分别表示浸取和分液
C.《广阳杂记》中“川东盐井,且有火井,以助前熬,其火无灰”,“其火无灰”发生了化学变化
D.“冰,水为之,而寒于水”说明冰的能量低于水,冰转化为水属于吸热过程
5.下列说法或表示方法中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=-2×57.3kJ·mol-1
B.101kPa时,H2的热值为142.75kJ·g-1,则表示氢气标准燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-142.75kJ·mol-1
C.由C(金刚石)=C(石墨) ΔH=-1.9kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
D.若CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=2×283.0kJ·mol-1
6.一定温度下,在恒容容器中发生反应:,起始反应物均为2mol 和1mol ,反应过程两组数据如下表,下列有关说法不正确的是
实验序号 温度(℃) 浓度(mol/L)
0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min
1 300 2.00 1.70 1.50 1.36 1.25 1.20 1.20
2 500 2.00 1.60 1.39 1.29 1.27 1.27 1.27
A.实验1中,前20min内以的浓度变化表示的化学反应速率为0.0125
B.实验2中,第40min时反应恰好达到化学平衡状态
C.提高反应的温度,可以加快反应速率
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
7.可逆反应中,A和C都是无色气体,达到平衡后,下列叙述正确的是
A.若增加B的量,平衡体系颜色加深,说明B必是气体
B.增大压强,平衡不移动,说明m+n一定等于p+q
C.升高温度,A的转化率减小,说明正反应是吸热反应
D.若B是气体,增大A的量,A、B的转化率都增大
8.下列说法中正确的是
A.放热反应在常温下就能发生,吸热反应必须加热才能进行
B.不需要加热就能发生的反应是放热反应
C.一定质量的硫在空气中完全燃烧比纯氧中燃烧放热要多
D.氯化钠晶体熔化时,离子键被破坏,吸收能量,属于吸热反应
9.下列说法正确的是
A.已知石墨转化为金刚石是吸热反应,所以石墨比金刚石稳定
B.凡是需要加热的反应都是吸热反应
C.灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应
D.干冰易升华,这与分子中C=O键的键能大小有关
10.下列图象不能正确反映对应变化关系的是( )
A.电解水一段时间 B.加热一定量高锰酸钾固体 C.向两份质量相同的块状大理石和粉末状大理石中,分别加入足量的等浓度的稀盐酸 D.向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液
A.A B.B C.C D.D
11.某温度下,在恒容的密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) △H>0,下列叙述不正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.升高温度,平衡正向移动
C.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
D.当容器中气体密度不变时,反应达到平衡
12.在一定温度下,固定的容积中,对反应A(s)+ 2B(g)3C (g),不能说明该反应已达到平衡的是
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体的密度不再变化
13.可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)在一定条件下达到平衡后,改变压强,B的体积分数φ(B)与压强的关系如图所示,有关叙述正确的是。
A.m+n<p
B.n>p
C.X点时v(正)>v(逆)
D.X点比Y点的正反应速率快
14.下列说法或表示法正确的是
A.由C(石墨)→C(金刚石);ΔH=+1.9 kJ/mol可知,金刚石比石墨稳定
B.已知:;ΔH=-92.4 kJ/mol。在一密闭容器中充入2 mol N2、6 mol H2一定条件下充分反应,则反应放出的热量为<184.8 kJ
C.在稀溶液中:;ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含1 mol 醋酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,H2燃烧的热化学方程式表示为:;ΔH=+285.8 kJ/mol
15.现向一密闭容器中通入1molN2和3molH2,发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。下列有关说法正确的是
A.达到化学平衡时,生成NH3的物质的量为2mol
B.达到化学平衡时,反应就停止了
C.达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
D.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
二、填空题
16.(1)化合物中铅只有+2和+4两种价态,且+4价的化合物不稳定。
①PbO2固体与浓盐酸混合共热,有黄绿色气体生成。写出反应的化学方程式_____;
②将PbO2固体加入到Mn(NO3)2和硝酸的混合液中,固体逐渐溶解。如果反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是5:2,则该反应的氧化产物是_______(填离子);
③已知PbO是碱性氧化物,PbO2是酸性氧化物,而Pb3O4则可看作两种氧化物按一定比例混合而成。写出Pb3O4与硝酸混合发生非氧化还原反应的离子方程式_______。
(2)已知PbSO4不溶于水,但可溶于醋酸铵(CH3COONH4)溶液,形成澄清溶液。
①PbSO4溶于CH3COONH4的原因可能是________;
②把醋酸铅溶液滴入Na2S溶液中,有黑色沉淀生成,其反应的离子方程式为____;
③铅蓄电池的使用PbO2和Pb为电极材料,稀硫酸为电解质溶液。在电池工作过程中,如果转移了2mol电子,则提供电子的电极质量将增加______g。
17.工业制硫酸的反应之一为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应,下图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(1)前10minSO2的平均反应速率为_______;平衡时,O2转化率为_______。
(2)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是_______。
①容器中压强不再改变;
②容器中气体平均分子量不再改变:
③SO3的物质的量不再改变;
④O2的质量不再改变;
⑤容器内气体原子总数不再发生变化;
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是_______。
A.向容器中通入氨气B.升高温度C.扩大容器的体积D.向容器中通入O2E.使用正催化剂
(4)反应达平衡时,体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为_______;容器内混合气体的平均相对分子质量和起始投料时相比_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
18.日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是___________(填序号),请利用本节所学知识进行解释_____________。
①食品抽真空包装 ②在铁制品表面刷油漆 ③向门窗合页里注油 ④用冰箱冷藏食物
19.已知在容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生如下反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
(1)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___________;
A.容器中气体总质量不变
B.c(O2)不变
C.υ(O2)=1.25υ(NH3)
D.体系压强不变
E.相同时间内,消耗0.1 mol NH3,同时消耗了0.1 mol NO
(2)向该容器中加入正催化剂,则反应速率_____(选填“增大”、“减小”、“不变”,下同),降低容器的温度则反应速率____,通入Ar,则反应速率____。
(3)若反应在绝热密闭系统中进行时,其余条件不变,反应速率是先增大后减小,其原因是_____________。
A.反应体系温度先升高后降低,所以反应速率是先增大后减小
B.反应物浓度先升高后降低,所以反应速率先增大后减小
C.该反应为放热反应,在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢
20.是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。在容积为的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应得到和,测得反应物X和的浓度随时间的变化如图所示。
(1)内,甲醇反应速率_______。(小数点后保留三位有效数字)。
(2)该反应的化学方程式为_______。
(3)时,的转化率为_______。
(4)后,保持其他条件不变,向容器中再通入和,则该反应的速率将_______。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)下列可以作为该反应已达到平衡的判据是_______(填标号)。
A.气体的总压强不变 B.
C.与的浓度相同 D.容器内气体的密度不变
21.生产生活中的化学反应都伴随能量的变化,请回答下列问题。
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途,制作冷敷袋可以利用___________(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)天然气中含有的微量会腐蚀管道和设备,在下进行脱硫处理,会被氧气氧化为,并产生水蒸气。
化学键 中共价键
键能/ 339 498 464 1083
写出该反应的热化学方程式:___________
(3)汽车尾气中排放的和会污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低和的排放。已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①的燃烧热为___________。
②将还原为单质的热化学方程式为___________。
③下图是和反应生成和过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,的变化是___________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的变化是___________。
(4)实验室利用如上图装置进行中和热的测定。
①图中还缺少一个玻璃仪器,名称为___________。
②在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是___________。
22.(1)在2L的密闭容器中放入4molN2O5,发生如下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5min时,测得N2O5转化了20%,则v(NO2)为___,c(N2O5)为___,O2的物质的量浓度为___。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为___。
②反应至平衡时,v(X)为___,c(Z)为___。
③若X、Y、Z均为气体,则达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时___(填“增大”“减小”或“相等”)。
23.(I)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L,大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格,实验温度为25℃、35℃,每次实验HNO3的用量为25.00mL,大理石用量为10.00g。
实验编号 温度(℃) 大理石规格 HNO3浓度(mol/L) 实验目的
① 25 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响;(Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究e___________对反应速率的影响
② 25 粗颗粒 a___________
③ b___________ 粗颗粒 2.00
④ c___________ 细颗粒 d___________
(1)请完成实验设计表,并在实验目的一栏中填空:a___________,e___________。
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系如图。计算实验①中70s~90s范围内用HNO3表示的平均反应速率___________mol·L-1·s-1(忽略溶液体积变化,不需要写出计算过程)。在0~70、70~90、90~200各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是___________。
(II)某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验编号 0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液的体积/mL 0.6mol·L-1H2C2O4溶液的体积/mL H2O的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min
① 10 V1 35 25
② 10 10 30 25
③ 10 10 V2 50
(3)表中V1=___________mL。
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是___________。
(5)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)=___________mol·L-1·min-1。
24.按要求回答下面问题:
(1)化学能在一定条件下可直接转化为电能。根据原电池原理,下列反应通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是_______(填序号)。
①
②
③
(2)将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中,发生反应:,经5min后测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率是。
①经5min后A的浓度为_______。
②反应开始前充入容器中的B的物质的量为_______。
③B的平均反应速率为_______。
④x的值为_______。
(3)下列有机物中和甲烷互为同系物的为_______(填序号),和互为同系物的为_______(填序号)。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
25.已知化学反应:
a. AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
b. 2AgNO3+Cu=2Ag+Cu(NO3)2
请回答下列问题:
(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池,它是___(填写代号);另一个可用于设计原电池,该原电池中,负极反应式是____,正极反应式是___,电池总反应的离子方程式是___。
(2)如果利用化学反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,设计原电池,请在如图方框中标明电极材料和电解质溶液的名称(图中“I”表示电流)。①_____、②____、③____
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置,是一种具有应用前景的绿色电源,若氢氧化钾溶液为电解质溶液则:
①该燃料电池的负极电极反应式为_____。
②若1.6g甲醇完全燃烧生产液态水放出akJ热量,则该反应热化学方程式为_____。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.化学反应有一定的限度,外界条件改变,平衡发生移动,反应限度发生改变,故A错误;
B.一定条件下,炼铁高炉尾气中反应达到了限度,CO含量不随高炉高度的改变而改变,故B正确;
C.化学反应有一定的限度,外界条件改变,平衡发生移动,反应限度发生改变,故C错误;
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,正逆反应速率相等,反应仍在进行,故D错误;
故选:B。
2.D
【详解】可逆反应必须在同一条件下既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行,D中两个方向的反应的条件不同且不是同时进行,不属于可逆反应。
故答案为D。
3.D
【详解】A.晶体硅中每个硅原子与周围的4个硅原子形成4根共价键,由均摊法可知,每个硅原子占有2根共价键,故28g晶体Si,即1mol晶体硅,含有键数目为,故A错误;
B.100g质量分数为17%的水溶液中的物质的量为,的结构式为H-O-O-H,故0.5mol含有极性键的数目为,但是溶剂水分子也含有极性键,故B错误;
C.与的反应为可逆反应,不能计算参加反应的物质的量,故无法计算转移的电子数,故C错误;
D.的摩尔质量为20g/mol,一个中含有质子数为10,18g重水()中含有的质子数为,故D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.“洧水可燃”中洧水为可以燃烧的液体,这里洧水指的是石油,A正确;
B.以水二升渍,“渍”是浸取,绞取汁,“绞”是过滤,B错误;
C.“其火无灰”是指燃烧充分,燃烧属于化学变化,C正确;
D.冰转化为水,属于熔化,为吸热过程,D正确;
故答案选B。
5.D
【详解】A.中和热是指强酸与强碱反应,生成1mol H2O时所放出的热量,但选项中还有CaSO4沉淀生成,故反应最后放出的热量包括中和热和生成沉淀放出的热量,A错误;
B.101kPa时,H2的热值为142.75kJ·g-1,则表示氢气标准燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-2×142.75kJ·mol-1,B错误;
C.由C(金刚石)=C(石墨) ΔH=-1.9kJ·mol-1可知,金刚石的能量比石墨高,石墨更稳定,C错误;
D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,表示1molCO完全燃烧产生CO2放出热量是283.0kJ,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0)kJ/mol,D正确;
故选D。
6.B
【详解】A.实验1中,前20min内以的浓度变化表示的化学反应速率为,根据方程式的系数可得以氧气的浓度变化表示的反应速率为0.0125,故A正确;
B.实验2中,第40min时反应达到化学平衡状态,但不一定恰好达到,可能在30min-40min间的某一时刻达到平衡,故B错误;
C.提高反应的温度,可以增大活化分子数和活化分子百分数,可以加快反应速率,故C正确;
D.通过调控反应条件如增大压强可以使平衡正向移动,可以提高该反应进行的程度,故D正确;
故答案为:B。
7.A
【详解】A.若增加B的量,平衡体系颜色加深,说明B、D中至少有1种物质为气体,若B是非气体,增加B的量,平衡不移动,D的量不变,气体颜色不变,说明B必是气体,故A正确;
B.B、D不一定是气体,增大压强,平衡不移动,只有B、D都是气体时,才说明m+n=p+q,故B错误;
C.升高温度,A的转化率减小,说明正反应是放热反应,故C错误;
D. 若B是气体,增大A的量,A的转化率都减小、B的转化率都增大,故D错误;
选A。
8.C
【详解】A.一个化学反应,是放热反应还是吸热反应不能用是否需要加热才能发生来判断, A错误;
B.有些放热反应如煤的燃烧、铝热反应都需要加热或高温才能进行,B错误;
C.硫在纯氧中燃烧产生的光能多,根据能量守恒,放出的热量就少,C正确;
D.吸热反应和放热反应指的是化学变化,而氯化钠晶体熔化属于物理变化,只能叫吸收能量的过程,不能叫吸热反应,D错误;
故选C。
9.A
【详解】A.能量越低物质越稳定,石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,稳定,故A正确;
B.燃烧需要加热到着火点,但是放热反应,故B错误;
C.灼热的炭与CO2的反应生成CO,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,属于吸热反应,故C错误;
D.分子晶体的沸点与分子间作用力有关,干冰易升华,是因为分子中分子间作用力较小,故D错误;
故选:A。
10.B
【详解】A.电解水时,生成的氢气的物质的量是氧气的2倍,相同条件下,物质的量的之比等于体积之比,图象正确,A与题意不符;
B.高锰酸钾受热分解生产二氧化锰、锰酸钾和氧气,固体质量减小,则锰的质量分数增大,与图象不符,B符合题意;
C.粉末状的大理石与盐酸的接触面积增大,反应速率增大,由于大理石质量相等,盐酸过量,生成的气体相同,图象正确,C与题意不符;
D.二氧化锰在反应中作催化剂,其质量一直不变,图象正确,D与题意不符;
答案为B。
11.A
【详解】A.W为固体,加入少量W,正逆反应速率均不变,故A错误;
B.升高温度,正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,故B正确;
C.该反应正向为气体总物质的量减小的反应,则当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡,故C正确;
D.该反应正向为气体质量减小的反应,在恒容的密闭容器中,当容器中气体密度不变时,反应达到平衡,故D正确;
故选A。
12.B
【详解】A.C生成的速率与C分解的速率相等说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,故A不符合题意;
B.单位时间内消耗a mol A和生成3a mol C都代表正反应速率,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否已达到平衡,故B符合题意;
C.该反应是一个气体体积增大的反应,反应中气体压强增大,则容器内的压强不再变化说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C不符合题意;
D.该反应是一个气体质量增大的反应,固定的容积中,混合气体的密度增大,则混合气体的密度不再变化说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D不符合题意;
故选B。
13.C
【详解】A.由图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,则有n<p,由于A为固体,所以m+n与p的关系不确定,故A错误;
B.由图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,则有n<p,故B错误;
C.x点位于曲线上方,未达到平衡状态,由图象可以看出,当B的含量减小时,可趋向于平衡,则应是向正反应方向移动,即v正>v逆,故C正确;
D.由图象可以看出x点的压强小于y点压强,压强越大,反应速率越大,故x点比y点混合物的反应速率慢,故D错误。
故选C。
【点晴】本题注意分析纵坐标随横坐标变化的趋势,特别是曲线的上的点与曲线外的点的区别。由图象的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,由于A为固体则有n<p,在曲线上的点为平衡状态。
14.B
【详解】A.依据物质能量越高越不稳定,由“C(石)→C(金);△H=+1.9 kJ/mol”可知反应时吸热反应,金刚石能量高于石墨,所以石墨稳定,故A错误;
B.可逆反应反应物的转化率小于100%,则在一密闭容器中充入2 mol N2、6 mol H2一定条件下充分反应,则反应放出的热量为<184.8 kJ,故B正确;
C.将含1 mol 醋酸与含1 mol NaOH的溶液混合,因醋酸是弱酸,电离过程需要吸收热量,则放出的热量将小于57.3 kJ,故C错误;
D.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol,故D错误;
故答案为B。
15.C
【详解】A. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为可逆反应,不能进行到底,故达到化学平衡时,生成NH3的物质的量小于2mol,A错误;
B. 达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,但是不等于零,反应并没有停止,B错误;
C. 达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,C正确;
D. 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不一定相等,而是,N2、H2和NH3的物质的量浓度均保持不变,D错误;
故选C。
16. 醋酸铅是弱电解质 96
【详解】(1)①黄绿色气体为氯气,根据题意可知反应物为PbO2固体与浓盐酸,生成了氯气,结合化合价的变化,可知反应方程式为:;答案为:;
②由题给信息:化合物中铅只有+2和+4两种价态,且PbO2、Mn(NO3)2和硝酸的混合液中,化合价发生变化,PbO2中Pb的化合价降低,PbO2作氧化剂,Mn(NO3)2中Mn元素的化合价升高,Mn(NO3)2作还原剂,结合氧化剂和还原剂的物质的量之比是5:2,PbO2中Pb元素的化合价降低为+2价,则根据得失电子守恒,可知Mn(NO3)2中Mn元素的化合价升高为+7价,则Mn(NO3)2最终被氧化的产物为。答案为:;
③碱性氧化物能与酸反应生成盐和水,酸性氧化物不与酸反应,故由可知,Pb3O4与硝酸混合发生非氧化还原反应的离子方程式为:;答案为:;
(2) ①硫酸铅在水溶液里存在溶解平衡,加入醋酸铵时,醋酸根离子和铅离子生成弱电解质醋酸铅,促进硫酸铅溶解,所以硫酸铅能溶于醋酸铵溶液中;答案为:醋酸铅是弱电解质;
②醋酸铅能和硫化钠发生复分解反应生成黑色的硫化铅沉淀,符合复分解反应的条件,离子反应方程式为。答案为:;
③原电池中提供电子的电极为负极,在电极为PbO2和Pb的铅蓄电池中,Pb作负极。电极反应方程式为:Pb-2e +SO=PbSO4,根据反应方程式,当转移2mol电子,生成1mol PbSO4,Pb电极质量增加96g。答案为:96。
17.(1) 0.05mol·L-1·min-1 70%
(2)⑤
(3)BDE
(4) 30∶23 增大
【详解】(1)前10minSO3的物质的量增加1.0mol,SO3的平均反应速率为,25min后反应达到平衡,二氧化硫由2.0mol减少至0.6mol,其转化率为:,故答案为:;70%;
(2)①反应前后气体分子数不相等,反应过程中压强不断减小,当达到平衡时容器中压强不再改变,故压强不变可判断平衡状态,①不选;
②容器中各物质均为气体,气体的总质量不变,气体的物质的量变化,则容器中气体平均分子质量不变可说明反应达到平衡状态,②不选;
③SO3的物质的量不再改变说明反应达到平衡状态,③不选;
④各组分浓度不变是平衡的基本特征,因此O2的质量不再改变说明反应达到平衡状态,③不选;
⑤根据元素守恒可知,容器内气体原子总数始终恒定不变,因此原子数不再发生变化不能判断反应达到平衡,⑤选;
故答案为:⑤;
(3)A.向容器中通入氨气,各组分的浓度不变,反应速率不变,故A不选;
B.升高温度可以加来反应速率,故B选;
C.扩大容器的体积,使各物质的浓度减小,反应速率减小,故C不选;
D.向容器中通入O2,增大了反应物的浓度,反应速率加快,故D选;
E.使用正催化剂可以加快反应速率,故E选;
故答案为:BDE;
(4)由图象可知平衡时二氧化硫的物质的量为0.6mol,三氧化硫的物质的量为1.4mol,结合反应可知消耗的氧气为0.7mol,则平衡时剩余的氧气为0.3mol,平衡时总气体物质的量为2.3mol,平衡时,体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为等于气体的物质的量之比,即3mol:2.3mol=30:23,由反应可知,反应前后气体的总质量保持不变,气体的物质的量减小,因此反应达平衡时气体的平均相对分子质量增大,故答案为:30:23;增大。
18. ①②④ ①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
【详解】①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意;
故答案:①②④;①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
19.(1)BDE
(2) 增大 减小 不变
(3)C
【详解】(1)A.化学反应中一定满足质量质量守恒定律,不能说明,A错误;
B.在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态, B正确;
C.速率之比是相应的化学计量数之比,因此C中的关系始终是成立,C错误;
D.该反应是体积增大的可逆反应,则当压强不再发生变化时可以说明,D正确;
E.E中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,E正确;
因此答案选BDE。
(2)催化剂能增大反应速率,而降低温度则减小反应速率。通入Ar,压强增大,但物质的浓度不变,则反应速率不变。
(3)由于该反应为放热反应,且反应在绝热密闭系统中进行。所以在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;而随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,所以在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢,答案选C。
20.(1)0.167
(2)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
(3)75%
(4)增大
(5)AB
【分析】CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为1.00mol/L、3.00mol/L,由图可知,X的初始浓度为1.00mol/L、则X为CO2(g),据此分析作答。
(1)
0~3min内, ,故答案为:0.167;
(2)
已知 CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g),按元素质量守恒,该反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),故答案为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);
(3)
时,减少的物质的量为0.75mol,则的转化率=,故答案为:75%;
(4)
9min后,保持其他条件不变,向容器中再通入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g),则反应物浓度增加,则该反应的速率将增大,故答案为:增大;
(5)
A.反应中,气体的物质的量、压强会随着反应而变化,容器内压强不随时间的变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,A项正确;
B.反应速率之比等于化学计量数之比,v正(CO2) =v正(H2O)=v逆(H2O),则说明反应已达平衡,B项正确;
C.由方程式可知,CH3OH(g)与H2O(g)的浓度始终相同,不能说明已平衡,C项错误;
D.密闭容器中, ,气体质量守恒,容积体积不变,容器内气体的密度始终不变,故不能说明已平衡,D项错误;
故答案为:AB。
21.(1)吸热
(2)
(3) 减小 不变
(4) 环形玻璃搅拌棒 减少热量的散失
【详解】(1)冷敷袋温度低,可吸热,故答案是是吸热;
(2)根据题目信息科写出目标方程式:,再根据反应物和生成物的键能计算该反应的反应热,ΔH=反应物键能减去生成物键能=339 kJ/mol×4+3×498 kJ/mol -2×1083 kJ/mol -4×464 kJ/mol =-1172kJ/mol,故该反应的热化学方程式:;
(3)①1mol可燃物充分燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量是燃烧热。根据反应Ⅰ可算出CO的燃烧热为= kJ/mol。
②将还原为单质,该单质是氮气,则热化学方程式,根据题目几个方程式,利用盖斯定律可得,反应Ⅰ×2减去反应Ⅱ,再减去反应Ш所得,则ΔH=ΔHⅠ×2-ΔHⅡ-ΔHШ=-566.0 kJ/mol×2-180.5 kJ/mol-(-116.5 kJ/mol)=-1196 kJ/mol。故该反应的热化学方程式是。
③反应中加入催化剂,可降低正反应的活化能,加快反应的进行,但不影响反应热大小,所以在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,的变化是减小,的变化是不变。
(4)①中和热测定实验中需要用环形玻璃搅拌棒,用以搅拌,使反应物充分反应,故答案是环形玻璃搅拌棒;②在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是减少热量散失。
22. 0.16mol·L-1·min-1 1.6mol·L-1 0.2mol·L-1 3X+Y2Z 0.375mol·L-1 0.1mol·L-1 增大
【详解】(1)在2L的密闭容器中放入4molN2O5,发生如下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5min时,测得N2O5转化了20%,则参加反应的五氧化二氮的物质的量=4mol×20%=0.8mol,则:
υ(NO2)= =0.16mol·L-1·min-1;
c(N2O5)==1.6mol·L-1;
c(O2)==0.2mol·L-1;
故答案为:0.16mol·L-1·min-1; 1.6mol·L-1; 0.2mol·L-1;
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空:
①X、Y的物质的量减小,为反应物,Z的物质的量增大为生成物,最终X、Y的物质的量不变,且不为0,属于可逆反应,X、Y、Z的化学计量数之比=(1-0.7):(1-0.9):0.2=3:1:2,故反应方程式为3X+Y2Z。故答案为:3X+Y2Z;
②反应至平衡时,v(X)= =0.375mol·L-1,c(Z)==0.1mol·L-1。故答案为:0.375mol·L-1;0.1mol·L-1;
③若X、Y、Z均为气体,则达平衡时,混合气体总的质量不变,随反应进行,混合气体总的物质的量减小,结合M= 可知,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大。故答案为:增大。
【点睛】本题考查化学平衡及计算,把握平衡移动、反应速率计算、平衡状态的分析为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,难点(2)①先判断反应物和生成物,X、Y的物质的量减小,为反应物,Z的物质的量增大为生成物,再根据X、Y、Z的化学计量数之比=变化量之比解题。
23. 1.00 大理石规格 0.01mol/(L·s) 0~70 5 ②和③ ①和② 0.025
【详解】(I)(1)由于①和②探究浓度对反应速率的影响,故硝酸的浓度不同,a应该是1.00mol/LHNO3;实验①和④的大理石规格不同,其它反应条件相同,探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响,故c为25℃,d是2.00mol/L,e是固体物质的表面积,即大理石规格;
(2)由图可知70至90s,CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g,物质的量为,根据反应CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑H2O,可知消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=2×0.0025mol=0.005mol,又由于硝酸溶液体积为0.025L,所以HNO3减少的浓度,反应的时间t=90s-70s=20s,所以HNO3在70~90s范围内的平均反应速率为;在大理石与硝酸的反应中,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐减低,在0~70s、70s~90s、90s~200s各相同的时间段里,浓度最大的是0~70s,所以反应速率最大的时间段是0~70s;
(Ⅱ).(3)实验2混合液的总体积为10mL+10mL+30mL=50mL,则V1=50mL-10mL-35mL=5mL;
(4)探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②;
(5)草酸的物质的量n(H2C2O4)=0.60mol/L×0.005L=0.003mol,高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=0.10mol L-1×0.01L=0.001mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol:0.001mol=3:1,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度c(KMnO4)=nV=0.001mol0.05LnV=0.001mol0.05L=0.02mol/L,这段时间内平均反应速率,由速率之比等于化学计量数之比可知,这段时间内平均反应速率。
24.(1)①②
(2) 0.75mol·L-1 3mol 0.05mol·L-1·min-1 2
(3) ①②④ ③⑥
【解析】(1)
自发的氧化还原反应可实现化学能直接转化为电能,①有化合价的变化,是氧化还原反应,②有化合价的变化,是氧化还原反应,③没有化合价的变化,不是氧化还原反应,故答案为:①②;
(2)
等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中,发生反应:,经5min后测得D的浓度为0.5mol/L,则n(D)=1mol, C的平均反应速率是,则n(C)= ,设初始A、B的物质的量为n,则由三段式得,所以x=2,再由c(A):c(B)=3:5得,解得n=3,所以①经5min后A的浓度为;②反应开始前充入容器中的B的物质的量为3mol;③B的平均反应速率为;④x的值为2,故答案为:0.75mol·L-1;3mol;0.05mol·L-1·min-1;2;
(3)
同系物是指结构相似(即官能团的种类、数目和连接方式相同),分子组成相差一个或几个-CH2-的化合物, 甲烷互为同系物的是饱和烷烃,只含有碳碳单键和碳氢键,六种物质中只有①②④是烷烃,即甲烷的同系物是①②④;是单烯烃,含有一个碳碳双键的链烃,六种物质中只有③⑥是单烯烃,与乙烯互为同系物,即乙烯的同系物是③⑥,故答案为:①②④;③⑥。
25. a Cu-2e-=Cu2+ 2Ag++2e-=2Ag Cu+2Ag+=Cu2++2Ag 不如铜活泼的金属或石墨 Cu 可溶性铁盐溶液 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 2 CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-40akJ/mol
【详解】(1)由题给方程式可知,反应a为复分解反应,属于非氧化还原反应,反应b为置换反应,属于氧化还原反应,原电池反应一定是氧化还原反应,则反应a不能用于设计原电池,反应b能用于设计原电池;铜、银在硝酸银溶液中形成原电池,铜的金属性强于银,做原电池的负极,银做原电池的正极,负极上铜失去电子发生氧化反应生成铜离子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,银离子在正极上得到电子发生还原反应生成银,电极反应式为2Ag++2e-=2Ag,总反应的离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag。
(2)由电流的移动方向可知,①为原电池的正极,②为负极,由反应方程式可知,铜、不如铜活泼的金属或石墨在可溶性铁盐溶液中构成原电池,铜做原电池的负极,不如铜活泼的金属或石墨做正极,则①为不如铜活泼的金属或石墨、②为铜、③为可溶性铁盐溶液。
(3)①甲醇(CH3OH)燃料电池的反应原理相当于甲醇的燃烧,负极加入甲醇,正极通入氧气,在碱性环境下,二氧化碳与氢氧化钾溶液反应生成碳酸根离子,则该燃料电池的负极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。
②1.6g甲醇的物质的量为0.05mol,则2mol甲醇完全燃烧生产液态水放出40akJ热量,则该反应热化学方程式为2 CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-40akJ/mol。
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