专题6《化学反应与能量变化》强化练习题
一、单选题
1.下列关于化学平衡状态的叙述错误的是
A.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态
B.达到平衡时,正、逆反应速率均为零
C.达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生变化
D.在给定条件下,达到平衡时可逆反应完成程度达到最大
2.下列各项反应对应的图象错误的是
A.图甲:将氮气和氧气混合后在放电条件下反应
B.图乙:将稀盐酸逐滴加入一定量偏铝酸钠溶液中
C.图丙:将二氧化硫逐渐通入一定量氯水中
D.图丁:将铜粉逐渐加入一定量浓硝酸中
3.常温常压、催化剂条件下,N2与水发生反应,(吸热反应)。如果温度降低,该反应的正反应速率与逆反应速率变化情况为
A.增大,减小 B.减小,减小 C.减小,增大 D.减小,不变
4.下列反应属于吸热反应的是
A.Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl 的反应 B.铝片与稀盐酸反应
C.灼热的木炭在O2中燃烧 D.甲烷在氧气中燃烧的反应
5.密闭恒容容器中,初始时只加入物质 A,在恒温下发生反应:3A(s)2C(g)+D(g)。能判断该反应一定达到化学平衡的是()
A.混合气体的平均摩尔质量不随时间改变
B.C 与 D 的物质的量保持 2:1
C.A 与 C 的物质的量保持 3:2
D.A 的浓度不随时间改变
6.下列反应是吸热反应的是
A.NaOH 和 HCl 反应 B.Zn和HCl反应
C.Ba(OH)2 H2O 和NH4Cl反应 D.CO燃烧
7.下列装置不能形成原电池的是
A. B. C. D.
8.已知,分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。和等均可作为分解的催化剂。含有少量的溶液中,的分解机理为:①(慢),②(快)。对于含有少量的溶液中发生的反应,下列说法正确的是
A.增大溶液中,可提高的分解速率
B.也是该反应的催化剂
C.反应①和反应②的活化能之和等于
D.升高温度和使用催化剂均能提高分解的转化率
9.用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,甲电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
B.放电时,甲电极为正极,OH-移向乙电极
C.电池放电时总反应为H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2
D.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连
10.某温度下,浓度均为的两种气体和在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z,经过后,测得各物质的浓度分别为,,,则该反应的化学方程式可表示为( )
A. B.
C. D.
11.下列做法与化学反应速率无关的是
A.在食品中加入增稠剂 B.把牛奶放入冰箱中保存
C.煅烧石灰石时将其粉碎 D.在铁栏杆上刷上一层油漆
12.下列关于原电池的叙述中正确的是
A.正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是把化学能转化成电能的装置
C.原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌片上有6.5g锌溶解,正极就有0.1g氢气生成
13.已知A、B、C、D 均为气体,对于反应,以下所表示的该反应的速率中,最快的是
A. B.
C. D.
14.可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成原电池,下列4个电极反应中,分别表示正极反应和负极反应的是
①Br2+2e-=2Br- ②2Br--2e-=Br2 ③Zn-2e-=Zn2+ ④Zn2++2e-=Zn
A.②和③ B.①和④ C.②和④ D.①和③
二、填空题
15.填空。
(1)写出漂白粉有效成分的化学式_______。
(2)写出的电子式_______。
(3)铅酸蓄电池是常见的二次电池,放电时发生反应为:。Pb为该电池的_______ (填“正极”或“负极”),该电极发生的反应方程式为_______。
16.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g) △H<0。反应过程中测定的数据如下表:
t/min 2 4 7 9
n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
请计算:
(1)反应前2 min的平均速率ν(Z) = __________________________,
(2)到达平衡时,X的转化率为_______________________。
17.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为____。
(2)反应前A的物质的量浓度是____。
(3)平衡前后压强之比为____。
(4)A与B的平衡转化率之比为____。
18.(1)氮气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是__________。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
e.12mol N—H键断裂的同时生成5mol N≡N键
f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是v(正)______v(逆)(填>、<或=),d点对应的速率关系是v(正)______v(逆)(填>、<或=)。
(2)298 K时,若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。在该温度下,取1mol N2和3mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4 kJ,其原因是____。
(3)一定条件下,在2L密闭容器内,反应,随时间变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是______。
19.化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)图A所示装置中,锌片是 _______(填“正极”或“负极”)。
(2)图A所示装置可将_______(写化学方程式)释放的能量直接转化为电能,证明化学能转化为电能的实验现象是:铜片上有气泡产生、 _______。
(3)燃料电池已经开始应用于新能源汽车等领域,某氢氧燃料电池的原理如图B所示。下列说法正确的是_______(填序号)。
①氧气是负极反应物
②总反应为2H2+O2=2H2O
③电池工作时,其中H+定向移动
20.利用生活中或实验中常见的物品,根据氧化还原反应知识和电化学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:
(1)实验原理:Fe+2H+=Fe2++H2↑。
(2)实验装置(如图)。
(3)原电池设计及注意的问题:
①按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓——”的声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为_______,在耳机中又由_______转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的_______极,电极反应是_______,发生了_______反应。
21.工业合成氨反应:N2+3H22NH3是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。
(1)已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92kJ热量。如果将1 mol N2和3 mol H2混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是___________________________________。
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,反应经过10 min后,生成10 mol NH3,则用N2表示的化学反应速率为_______________。
(3)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是_____________。
a.正反应速率和逆反应速率相等 b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.该条件下,N2的转化率达到最大值 d.N2和H2的浓度相等
e.N2、H2和NH3的体积分数相等 f.恒容时体系压强保持不变
(4)在四个不同容器中,不同条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果,判断该反应的速率由大到小的顺序是__________________________(用编号填写)。
A.V(NH3)=0.5 mol L-1- min-1 B.V(H2)=0.3 mol L-1- min-1
C.V(N2)=0.2 mol L-1- min-1 D.V(H2)=0.01 mol L-1- s -1
22.从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
(1)常用于腐蚀印刷电路铜板,反应过程的离子方程式为_______,若将此反应设计成原电池,请写出该原电池正极电极反应为_______。
(2)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:
①当电极a为Zn片,电极b为Cu片,且两极板质量相等。电解质溶液为溶液时,当电路中有0.1mol通过时,两极板的质量差为_______ g。
②当电极a为Mg片,电极b为Al片,电解质溶液为NaOH溶液时,则负极的电极反应式为_______。
(3)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示,a、b均为惰性电极。
①空气从_______(填“A”或“B”)口通入,溶液中OH-移向_______极(填“a”或“b”)。
②若使用的燃料是甲烷,则负极的电极反应式为_______。
③当电路中通过2mol电子时,理论上消耗标况下的_______L
23.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号 时间浓度 温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ C2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800℃ C3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1中,反应在10至20分钟内A的平均速率为____________。
(2)在实验2中,A的初始浓度=_____,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是____。
(3)设实验3中的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3______v1(填“>”、“=”或“<”),且C3___1.0mol/L(填“<”、“=”或“>”)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是____反应(填“吸热”或“放热”)。
24.对于化学反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),在密闭容器中,下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填在横线上)。
A.缩小体积使压强增大______________________________________________________。
B.体积不变充入N2使压强增大________________________________________________。
C.体积不变充入氩气使压强增大_______________________________________________。
D.压强不变充入氩气使体积增大_______________________________________________。
E.增大体积使压强减小_______________________________________________________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.化学平衡状态是可逆反应在一定条件下建立的一种动态平衡状态,故A正确
B.达到平衡时,正、逆反应速率相等但不为0,故B错误;
C.化学反应达到平衡状态时反应物和生成物的浓度均不在发生改变,故C正确;
D.在一定条件下,化学平衡状态是反应所能达到的最大限度,故D正确;
故选:B。
2.B
【详解】氮气和氧气的反应为吸热反应,反应物总能量小于生成物总能量,故A正确;
B.反应的离子方程式分别为、,故图象中上升与下降段对应的横坐标长度之比应为1:3,故B错误;
C.反应的方程式为,随着二氧化硫的通入,pH会降低,直到氯气反应完全,pH不变,故C正确;
D.铜先和浓硝酸反应生成二氧化氮气体,随着反应的进行,浓硝酸变成稀硝酸,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮,当硝酸完全反应时,生成的气体为定值,故D正确,
故选:B。
【点睛】偏铝酸盐中滴加盐酸,先沉淀,后沉淀消失,前后消耗盐酸比为1:3;铝盐中滴加氢氧化钠先沉淀后沉淀消失,消耗的氢氧化钠之比为3:1。
3.B
【详解】其余条件不变时,升温加快反应速率、降温则反应速率减小,故温度降低时该反应的正反应速率与逆反应速率均减小;
答案选B。
4.A
【详解】A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应吸收热量,属于吸热反应,A符合题意;
B.铝片与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,为放热反应,B与题意不符;
C.灼热的木炭在O2中燃烧,燃烧为放热反应,C与题意不符;
D.甲烷燃烧放出大量的热量,属于放热反应,D与题意不符;
答案为A。
5.C
【分析】判定可逆反应是否达到化学平衡状态,一般有以下两种方法:
1、v正=v逆,即正逆反应速率相等;
2.变量不变,包括某组分的含量、气体的颜色、密度、平均相对分子质量、体系的总压强等。
【详解】A.由于反应物只有一个固体,生成物C和D按照2:1生成,故混合气体的平均摩尔质量是定值,不能判定反应达到平衡,A错误;
B.根据方程式,生成物C和D按照2:1生成,故两者的物质的量之比一定为2:1,不能判定反应达到平衡,B错误;
C.开始时只加入A,C起始量为0,A 与 C 的物质的量保持 3:2时,说明A 与 C 的物质的量保持不变,可以判定反应达到平衡,C正确;
D.A为固体,没有浓度概念,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A、NaOH和HCl反应是酸碱中和反应,是放热反应,选项A错误;
B、Zn与盐酸反应是金属与酸的氧化还原反应,是放热反应,选项B错误;
C、Ba(OH)2 H2O与NH4Cl的反应是碱与铵盐的反应,反应物总能量小于生成物总能量,是吸热反应,选项C正确;
D、CO燃烧,燃烧反应是放热反应,选项D错误;
答案选C。
【点睛】本题考查吸热反应和放热反应,放热反应是指反应过程中有热量放出的反应,常见反应中燃烧反应、中和反应全是放热反应,酸碱中和的反应,金属与酸的反应,金属与水的反应,燃烧反应,爆炸反应全是放热反应.由不稳定物质变为稳定物质的反应、多数化合反应是放热的(但是我们要注意高压下石墨转变成金刚石也是放热反应,尽管常压下是相反的),多数分解反应是吸热的(但均不能绝对化,如氯酸钾分解生成氯化钾与氧气就是常见的放热反应),能自发进行的氧化还原反应都是放热反应。
7.D
【分析】原电池构成条件:两个电极,电解质溶液,形成闭合回路,自发的氧化还原反应。
【详解】A.该装置符合原电池的构成条件,属于原电池,锌易失电子作负极,铜作正极,选项A不符合;
B.该装置符合原电池的构成条件,属于原电池,铁易失电子作负极,空气中的氧气在铜电极上得电子,铜为正极,选项B不符合;
C.该装置符合原电池的构成条件,属于原电池,电极Ⅰ铁离子在负极得电子,电极Ⅱ铜失电子作负极,选项C不符合;
D.该装置使用的是蔗糖溶液,不是电解质溶液,不能形成原电池,选项D符合;
答案选D。
8.A
【详解】A.①(慢),②(快)。增大溶液中,可加快①的速率,①的速率决定总反应速率,所以增大溶液中,可提高的分解速率,故A正确;
B.I-是该反应的催化剂,是中间产物,故B错误;
C.焓变=正反应活化能-逆反应活化能,正反应活化能、逆反应活化能共同决定反应热,故C错误;
D.,正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,分解的转化率减小,催化剂不能使平衡移动,使用催化剂不能改变分解的转化率,故D错误;
选A。
9.C
【分析】放电时,该电池为原电池,甲电极为负极,H2在电极上放电,乙电极为正极,NiO(OH)在电极上放电;充电时,应将甲电极与外电源的负极相连作阴极,乙电极与外电源的正极相连作阳极。
【详解】A项、放电时,甲电极为负极,H2在电极上放电,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故A错误;
B项、放电时,甲电极为负极,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以OH-向负极甲电极移动,故B错误;
C项、放电时,正极电极反应式为2NiO(OH)+2H2O+2e-═2Ni(OH)2+2OH-,负极电极反应式为:H2+2OH--2e-═2H2O,放电时总反应为H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2,故C正确;
D项、放电时,氢气在碳电极发生氧化反应,碳电极作负极,充电时,碳电极发生还原反应作阴极,应与电源的负极相连,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查二次电池,掌握二次电池中的原电池和电解池原理,注意结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式的书写是解答关键。
10.A
【详解】tmin后,△c(X2)=2mol·L-1-0.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1,△c(Y2)= 2mol·L-1-1.6mol·L-1=0.4 mol·L-1,△c(Z)=0.8 mol·L-1,则X2、Y2、Z的化学计量数之比=1.2 mol·L-1: 0.4 mol·L-1: 0.8 mol·L-1=3:1:2,故反应为3X2+Y2=2Z,根据原子守恒可知,Z为X3Y,故反应可以表示为:3X2+Y2=2X3Y;故选A。
11.A
【详解】A.在食品中加入增稠剂与化学反应速率无关,故A选;
B.把牛奶放入冰箱减慢牛奶被氧化的速率,故B不选;
C.石灰石粉碎可加快其分解速率,故C不选;
D.在铁栏杆上刷上一层油漆防止铁被腐蚀,故D不选;
故选A。
12.B
【详解】A.正极和负极必须是两种不同的金属或金属和非金属,A错误;
B.原电池是利用氧化还原反应把化学能转化成电能的装置,B正确;
C.原电池工作时,正极发生的是还原反应,负极上发生的是氧化反应,C错误;
D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌片上有6.5g锌溶解,转移0.2mol电子,正极就有0.2g氢气生成,D错误;
故选B。
13.D
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则A选项:,B选项:,C选项:,D选项:,所以D选项中反应速率最快,答案选D。
14.D
【详解】在反应Zn+Br2=ZnBr2中,Zn由0价升高到+2价,Br由0价降低到-1价,若设计成原电池,则Zn作负极,Br2作正极。在负极:Zn失电子生成Zn2+,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;在正极,Br2得电子生成Br-,电极反应式为Br2+2e-=2Br-;则①和③符合题意,故选D。
15.(1)Ca(ClO)2
(2)
(3) 负极
【解析】(1)
漂白粉有效成分是次氯酸钙,其化学式为Ca(ClO)2;故答案为:Ca(ClO)2。
(2)
是通过共用电子对形成的共价化合物,其电子式为;故答案为:。
(3)
根据方程式分析得到Pb化合价升高,失去电子,因此Pb为该电池的负极,该电极发生的反应方程式为;故答案为:负极;。
16. 0.004mol/(L·min) 37.5%
【详解】(1)2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol,故v(Y)=0.04mol÷10L÷2min=0.002mol/(L min),速率之比等于化学计量数之比,故v(Z)=2v(Y)=2×0.002mol/(L min)=0.004mol/(L min),故答案为0.004mol/(L·min);(2)由表格中数据可知反应进行7min后,Y的物质的量不在发生变化,说明反应已达平衡,此时转化的n(Y)=n(X)=0.16mol-0.1mol=0.06mol,则X的转化率为0.06÷0.16=37.5%,故答案为37.5%。
17.(1)0.04mol L-1 s-1
(2)1.5mol L-1
(3)1∶1
(4)1∶1
【分析】根据题干条件可列三段式:
(1)
用C表示10s内反应的平均反应速率为
(2)
反应前A的物质的量浓度是
(3)
反应前后气体分子数不变,压强比为1:1(或同温恒容下压强之比等于物质的量之比,则平衡前后压强之比为(3+1)∶(1.8+0.6+0.8+0.8)=1∶1)
(4)
A与B的平衡转化率之比为
18. bc > = 反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ 随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,反应速率减小
【详解】(1)①a.根据方程式可知反应速率时正逆反应速率不相等,该反应没有达到平衡状态,故a错误;
b.该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应,当反应达到平衡状态时,容器内压强不随时间的变化而变化,所以能判断反应达到平衡状态,故b正确;
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不变,即达到了平衡状态,故c正确;
d.物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变,故d错误;
e.12mol N-H键断裂的同时生成5mol N≡N键均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故e错误;
f.根据质量守恒定律可知混合气体的总质量始终不变,不能据此说明反应的达到平衡状态,故f错误;
故答案为bc;
②b点不是平衡点,反应正向进行为主,即b点ν(正)>ν(逆);而d点达到平衡,此时ν(正)=ν(逆);
(2)由于反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ;
(3)根据上表可以看出,随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小,因此反应速率逐渐减小。
19. 负极 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电流表指针偏转 ②③
【详解】(1)图A所示装置中,Zn失去电子作负极,Cu电极H+得到电子作正极,故锌片是负极;
(2)图A所示装置为原电池,可将反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑释放的能量直接转化为电能,装置中Zn失去电子作负极,锌片溶解,Cu电极上H+得到电子作正极,铜片上有气泡产生,产生电流,电流表指针偏转;
(3)图B为氢氧燃料电池,氧气在正极得到电子,氢气在负极失去电子,总反应为2H2+O2=2H2O,电池在工作时,阳离子(H+)向正极定向移动,②③均正确,故答案选②③。
20. 电能 电能 负 Fe-2e-=Fe2+ 氧化
【详解】(3)①在原电池中,由化学能转化为电能,在耳机中又由电能转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流计,由于铁为负极,应连接电流计的负极,电极反应是Fe-2e-=Fe2+,失去电子,发生了氧化反应。
21. 可逆反应,不会完全进行到底 0.25 mol L-1- min-1 a c f A>C=D>B
【详解】(1)合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化;
(2)v(NH3)===0.5mol/(L min),所以v(N2)=×v(NH3)=0.25mol/(L min);
(3)a.正反应速率和逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,正确;b.正反应速率最大,逆反应速率为0,是指反应开始时的状态,反应没有达到平衡状态,错误;c.N2的转化率达到最大值,说明反应达到平衡状态,正确;d.N2和H2的浓度相等,反应不一定达到平衡状态,错误; e.N2、H2和NH3的体积分数相等,与平衡状态无关,错误;f.体积不变,气体的物质的量是不定值,当恒容时体系压强保持不变时,说明反应达到平衡状态,正确;故答案为acf;
(4)反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断;A.V(NH3)=0.5mol/(L min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.75mol/(L min);
B.ν(H2)=0.3mol/(L min);
C.ν(N2)=0.2mol/(L min),反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.6mol/(L min);
D.ν(H2)=0.01mol/(L S)=0.6mol/(L min);
所以反应的速率由大到小的顺序是A>C=D>B。
【点睛】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化,即变量不再发生变化。
22.(1)
(2) 6.45
(3) B a 11.2
【详解】(1)常用于腐蚀印刷电路铜板,反应生成氯化亚铁和氯化铜,因此反应过程的离子方程式为,若将此反应设计成原电池,则铜化合价升高,失去电子,作负极,铁离子得到电子,在正极反应,因此该原电池正极电极反应为;故答案为:;。
(2)①当电极a为Zn片,电极b为Cu片,且两极板质量相等。电解质溶液为溶液时,则负极是Zn 2e-=Zn2+,正极是Cu2++2e-=Cu,当电路中有0.1mol通过时,说明负极有0.05molZn溶解,正极有0.05molCu生成,则两极板的质量差为0.05mol×(65+64)g mol 1=6.45 g;故答案为:6.45。
②当电极a为Mg片,电极b为Al片,电解质溶液为NaOH溶液时,由于Mg和NaOH溶液不反应,而Al和NaOH溶液反应,因此Al为负极,则负极的电极反应式为;故答案为:。
(3)①根据图中电子转移方向得到a为负极,b为正极,则空气从B口通入,燃料中A口通入,根据原电池“同性相吸”,因此溶液中OH-移向a极;故答案为:B;a。
②若使用的燃料是甲烷,甲烷失去电子,在和KOH溶液反应生成碳酸根,则负极的电极反应式为;故答案为:。
③当电路中通过2mol电子时,理论上消耗氧气0.5mol,则标况下的0.5mol×22.4L mol 1=11.2L;故答案为:11.2。
23. 0.013mol/(L·min) 1.0mol/L 催化剂 > > 吸热
【详解】(1)反应在10至20分钟内A的平均速率为v===0.013mol/(L min);(2)根据实验1、2数据分析,温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,且B、D起始浓度为0,所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol L-1 ;温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,但达平衡时2组的时间较短,所以只能是加入催化剂;
(3)实验1、3比较,温度相同,10min-20min时,实验3的浓度减少量都大于实验1的,所以实验3的反应速率大于实验1的,即v3>v1;
实验1可知40min时反应达到平衡:
2A(g) B(g)+D(g)
起始(mol L-1) 1.0 0 0
反应(mol L-1) 0.50 0.25 0.25
平衡(mol L-1) 0.50 0.25 0.25
该温度下平衡常数K==;
实验3的温度与实验1的温度相同,温度不变,平衡常数不变;
2A(g) B(g)+D(g)
起始(mol L-1) C3 0 0
反应(mol L-1) 0.6 0.30 0.30
平衡(mol L-1) C3-0.60 0.30 0.30
该温度下平衡常数K==;
解得:C3=1.2mol/L>1.0mol/L;
(4)实验4与实验1比,温度升高,达平衡时A的平衡浓度减小;温度升高,化学平衡向吸热方向移动,所以正反应是吸热反应。
24. 加快 加快 不变 减慢 减慢
【详解】A、缩小容器体积使气体的浓度增大,反应速率加快;
B、体积不变充入氮气,氮气的浓度增大,反应速率加快;
C、体积不变充入氩气,参加反应的气体的浓度均不变化,所以速率不变;
D、压强不变充入氩气,体积增大,参加反应的气体浓度减小,反应速率减慢;
E、增大体积,各气体的浓度减小,反应速率减慢。
【点睛】本题考查外界条件改变引起平衡的移动,改变压强不一定改变速率,要具体分析压强的改变是否引起了浓度的改变,只有浓度改变了,反应速率才会改变。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页