第六章 化学反应与能量 检测题
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别与氧气完全燃烧,后者放出的热量多
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.由C(石墨,s)=C(金刚石,s)反应吸热可知,金刚石比石墨稳定
D.酒驾是一种极不负责任的危害社会的行为,利用测酒仪可以检测酒精含量,利用的是酒精的还原性
2.下列叙述正确的有
A.含氧40%的氧化镁、碱石灰、H2SO4均为混合物
B.Fe(OH)3、FeCl2、NaHCO3均可由化合反应制得
C.需要通电才可进行的有:电离、电解、电泳、电化学腐蚀
D.碳纳米管属于胶体分散系,该材料具有超强的吸附能力
3.葡萄糖燃烧的热化学反应方程式:C6H12O6(s)+6O2(g) → 6CO2(g)+6H2O(l)+2870kJ,此反应说明
A.自然界中的一切物质的能量均来自太阳
B.人体每摄入1摩尔葡萄糖,就为人体提供2870kJ能量
C.人体所需的能量均来自于葡萄糖的氧化
D.1摩尔固态葡萄糖和6摩尔氧气所含能量大于6摩尔CO2和6摩尔液态水所含的总能量
4.已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的说法正确的是
A.X的能量一定高于M
B.X和Y的总键能一定高于M和N的总键能
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
5.我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是( )
A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早
B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿
C.《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机物
6.在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1,研究发现,反应过程中会发生副反应为CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是
A.△H1<0,△H2>0
B.增大压强有利于加快合成反应的速率
C.选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生
D.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率
7.下列变化一定为吸热反应的是
A.碳酸钙分解 B.甲烷燃烧 C.双氧水分解 D.硝酸铵溶于水
8.下列反应中,属于吸热反应的是( )
A.活泼金属跟酸反应 B.制造水煤气
C.酸碱中和反应 D.镁条燃烧
9.有关如图所示装置的叙述正确的是
A.溶液中Na+向Fe极移动
B.该装置中Pt为正极,电极反应为:O2 + 2H2O + 4e =4OH
C.该装置中Fe为负极,电极反应为:Fe 2e =Fe2+
D.该原电池装置最终的产物是Fe(OH)2
10.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,即保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附水中的污物而使其沉淀下来,起到净水的作用,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.石墨电极上发生氧化反应
B.根据图示,物质A为CO2
C.为增强污水的导电能力,可向污水中加入适量乙醇
D.甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动
11.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.金属钠与水的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与H4Cl反应
C.灼热的炭与CO2反应 D.乙烯在氧气中的燃烧反应
12.取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I- 存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列说法不正确的是A.反应20min时,测得O2体积为224mL(标准状况)
B.20~40min,消耗H2O2的平均速率为0.010mol·L-1·min-1
C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率
D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
二、填空题
13.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
(1)请利用反应“”设制一个化学电池,回答下列问题:
①该电池的负极材料是_______,电解质溶液是_______;
②正极的电极反应式为_______;
③当生成的气体标在准状况下的体积为时,电路中电子转移了_______
(2)已知燃料电池的总反应式为,电池中有一极的电极反应式为。
①这个电极是燃料电池的_______(填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:_______。
②随着电池不断放电,电解质溶液的碱性_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。
14.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_______。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为、、,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol和2.0mol,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s 0 50 150 250 350
n() 0 0.24 0.36 0.40 0.40
0~50s内的平均反应速率_______,250s时,的转化率为_______。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为。N≡N的键能为,H H的键能为,N H的键能为,则生成1mol过程中_______(填“吸收”或“放出”)的能量为_______。
(4)反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),混合气体密度比起始时_______。
(5)为加快反应速率,可以采取的措施是_______(填字母)。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离
15.铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极隔板是惰性材料,电池总反应式为:
回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原反应)
(1)放电时:正极的电极反应式是___________________;电解液中H2SO4的浓度将变________,当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加_______________g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按上图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成__________,B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将____________。
16.能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要因素。
Ⅰ.某温度下,在2L的恒容密闭容器中,A、B、C(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为____。
(2)能说明此时反应已达到了平衡状态的是____(填标号)。
a.A、B、C三种物质的浓度保持不变
b.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率
c.混合气体的密度不变
d.总压强不变
e.混合气体的平均相对分子质量不变
f.v(A)=2v(B)=v(C)
Ⅱ.某温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,发生反应,一段时间后反应达到平衡状态,实验数据如表所示:
t/s 0 50 150 250 350
n(NH3)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40
(3)0~50s内的平均反应速率v(N2)=____。
(4)键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ·mol-1,已知N≡N键的键能为946kJ/mol,H—H键的键能为436kJ/mol,N—H键的键能为391kJ/mol。则生成1molNH3的过程中____(填“吸收”或“放出”)的能量为____kJ。
(5)为加快反应速率,可采取的措施是____(填标号)。
a.升高温度 b.增大容器体积 c.恒容时充入He d.加入合适催化剂
17.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
18.中和反应是放热反应。取10 mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液(密度1.10g/mL)置于烧杯中(并滴入2滴酚酞),向烧杯中逐滴加入稀盐酸。随着盐酸的滴入,烧杯中溶液颜色从红色逐渐变浅,当加入10 mL稀盐酸时,溶液恰好变为无色。烧杯中溶液温度与加入盐酸体积之间关系如图所示。
(1)当加入4mL稀盐酸时,烧杯中溶液的溶质为________(写化学式) 。
(2)试解释烧杯中溶液温度随加入盐酸的体积发生变化的原因_________________。
(3)当盐酸与氢氧化钠恰好中和时生成氯化钠_______g(精确到0.1g),
19.原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
(1)一种新型燃料电池,它以多孔铂板为两个电极插入氢氧化钠溶液中,然后分别向两极通入氢气和氧气而获得电能。通入氢气的电极反应式为_____。放电一段时间后,负极附近溶液的pH_____(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路,其反应的离子方程式为_________________。请把该反应设计成一个原电池,在方框内面出原电池装置图(要求:标明电极材料和电解质溶液)。_____
(3)常温下,将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓HNO3中组成原电池装置如图甲所示, 测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图乙所示,反应过程中有红棕色气体产生。
t1s 前,原电池的正极的电极反应式为____________________________,溶液中的向_____________(填“Al”或“Cu”)极移动。t1s后,外电路中电子流动方向发生改变,其原因是_____。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.固体硫变为硫蒸气要吸热,所以硫固体燃烧时放出的热量较少,故A错误;
B.燃烧为放热反应,但可燃物燃烧需要温度达到着火点,故不是所有放热反应在常温下都容易发生,故B错误;
C.由C(石墨,s)=C(金刚石,s)反应吸热可知石墨能量比金刚石小,能量越低越稳定,故C错误;
D.测酒仪中含有氧化剂,利用酒精的还原性将其还原后颜色发生变化,从而确定是否酒驾,故D正确;
故答案为D。
2.B
【详解】A. 含氧40%的氧化镁纯净物,故A错误;
B. Fe(OH)3可出Fe(OH)2、O2、H2O化合得到,FeCl3可由Fe和Cl2化合得到,NaHCO3可出Na2CO3、CO2、H2O化合得到,故B正确;
C. 需要通电才可进行的有:电解、电泳,电离不需要通电,电离的条件是水或熔融状态,与通电条件无关,电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池,也不需要通电,故C错误;
D. 碳纳米管不是分散系,不属于胶体分散系,该材料具有超强的吸附能力,故D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.自然界中核能等能量不是来源于太阳能,所以自然界中的一切物质的能量不都是来自太阳,A错误;
B.人体摄入的葡萄糖不一定全部被氧化,如部分葡萄糖可以转化为脂肪,则为人体提供的能量不等于2870kJ,B错误;
C.人体中脂肪也能提供能量,则人体所需的能量不都是来自于葡萄糖的氧化,C错误;
D.葡萄糖在人体中的氧化反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,则1摩尔固态葡萄糖和6摩尔氧气所含能量大于6摩尔CO2和6摩尔液态水所含的总能量,D正确;
答案选D。
4.C
【详解】A.放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量,而不是单个物质的能量比较,A错误;
B.放热反应是反应物的键能之和小于生成物的键能之和,故X和Y的总键能一定低于M和N的总键能,B错误;
C.由A分析可知,X和Y的总能量一定高于M和N的总能量,C正确;
D.很多放热反应往往需要加热才能发生,故因为该反应为放热反应,不一定不需要加热就可发生,D错误;
故答案为:C。
5.C
【详解】A. 金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大,金属性越弱的金属使用越早,所以我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,故A正确;
B. Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上,构成原电池,铜为负极,青铜器容易生成铜绿,故B正确;
C. 铜在空气中长时间放置,会与空气中氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜,因此《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青就是铜锈蚀生成的碱式碳酸铜,故C错误;
D.蜂蜡的主要成分是酸类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物,主要成分是有机物,故D正确;
故选C。
6.D
【详解】A.根据图示升高温度CH3OH的产率降低,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) 向逆反应方向移动,ΔH10,升高温度CO的产率增大,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)向正反应方向移动,ΔH20,选项A正确;
B.反应有气体参与,增大压强有利于加快合成反应的速率,选项B正确;
C.催化剂有一定的选择性,选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生,选项C正确;
D.由图像可见,温度越高CH3OH的产率越低,选项D错误;
答案选C。
7.A
【详解】A.碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,属于吸热反应,故选A;
B.甲烷燃烧生成生成二氧化碳和水,属于放热反应,故不选B;
C.双氧水分解生成水和氧气,属于放热反应,故选C;
D.硝酸铵溶于水吸收能量,但不是化学反应,故不选D;
选A。
8.B
【详解】A、活泼金属跟酸反应,放热;
B、C+H2O=CO+H2,吸热;
C、酸碱中和反应,放热;
D、镁条燃烧,放热反应。
答案选B。
9.B
【详解】A.铁是活泼的金属,铁是负极,Pt是正极,因此溶液中Na+向Pt极移动,A错误;
B.该装置中Pt为正极,氧气发生得到电子的还原反应,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,B正确;
C.该装置中Fe为负极,电极反应为:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,C错误;
D.氢氧化亚铁易被氧化,因此该原电池装置最终的产物是Fe(OH)3,D错误;
答案选B。
10.B
【详解】A.甲烷燃料电池中,通入甲烷的电极是负极,与负极相连的石墨电极是阴极,阴极得电子发生还原反应,A项错误;
B.根据图示,甲烷燃料电池中用熔融碳酸盐做电解质,所以正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-,物质A为CO2,B项正确;
C.乙醇是非电解质,不能增强污水的导电能力,C项错误;
D.在燃料电池中,阴离子移向负极,所以CO32—向甲烷一极移动,D项错误;
答案选B。
【点睛】本题考查原电池、电解池的工作原理。主要考查甲烷燃料电池的工作原理和电极判断。燃料电池电极反应式的书写方法总结如下:
(1)写出电池总反应:燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。
(2)写出电池的正极反应
①酸性电解质溶液环境下:O2+4H++4e-=2H2O;
②碱性电解质溶液环境下:O2+4e-+2H2O =4OH-;
③固体电解质(高温下能传导O2-)环境下:O2+4e-=2O2-;
④熔融的碳酸盐环境下:2CO2+O2+4e-=2CO32-;
(3)根据电池总反应和正极反应写出电池的负极反应:电池总反应=电池正极反应+电池负极反应。
11.C
【详解】A. 金属钠与水的反应为放热反应,与题意不符,A错误;
B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,为非氧化还原反应,与题意不符,B错误;
C. 灼热的炭与CO2反应为吸热反应,且化合价发生改变,符合题意,C正确;
D. 乙烯在氧气中的燃烧反应为放热反应,与题意不符,D错误;
答案为C。
12.C
【详解】A.反应20min时,过氧化氢的浓度变为0.4mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L×0.05L=0.02mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01mol,标况下的体积V=n·Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL,A正确;
B.20~40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,则这段时间内的平均速率v===0.010mol/(L·min),B正确;
C.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,C错误;
D.I-在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替,D正确;
故答案选C。
13. 溶液 0.03 正极 减小 大于
【详解】(1)根据总反应“”可知,Cu失电子发生氧化反应,硝酸根离子得电子发生还原反应,若设计成原电池,则根据原电池的工作原理可知,
①该电池的负极材料是Cu,电解质溶液是溶液,故答案为:Cu;溶液;
②正极硝酸根离子得电子转化NO,根据电荷守恒和原子守恒可知,其电极反应式为:;
③因为NO3e-,所以当生成的气体标在准状况下的体积为(0.01mol)时,电路中转移的电子的物质的量为0.01mol3=0.03mol;
(2) ①根据电极总反应式可看出该燃料电池中,氧气参与反应,得电子,作原电池的正极;甲烷在负极发生失电子的氧化反应生成碳酸钾,其电极反应式为:,故答案为:正极;;
②根据总反应可看出,随着电池不断放电,电解质KOH不断被消耗,所以电解质溶液的碱性不断减小,故答案为:减小;
③因为甲烷燃烧会有较多化学能以热能形式散失,而甲烷燃料电池可将化学能直接转化为电能,提高了燃料的利用率,所以③通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率,故答案为:大于。
14.(1)3X(g)+Y(g) 2Z(g)
(2) 30%
(3) 放出 46kJ
(4) 增大 不变
(5)b
【详解】(1)根据图中所给数据进行分析,X、Y为反应,Z为生成物,又根据改变量之比等于计量系数之比,则该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g) 2Z(g);故答案为:3X(g)+Y(g) 2Z(g)。
(2)0~50s内氨气的物质的量为0.24mol,根据3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),氮气在这段时间内消耗了0.12mol,则0~50s内的平均反应速率,250s时,生成氨气物质的量为0.4mol,消耗氢气的物质的量为0.6mol,则的转化率为;故答案为:;30%。
(3)根据题意和方程式3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)分析生成2mol NH3过程中吸收了×1mol+×3mol=2254kJ的热,同时释放出×6mol=2346kJ的热,则生成2mol NH3的整个过程中释放了92kJ的热,则生成1mol过程中放出的能量为46kJ;故答案为:放出;46kJ。
(4)平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量,气体质量不变,正向反应,气体物质的量减小,则平均摩尔质量增大,因此反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大,气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,因此混合气体密度比起始时不变;故答案为:增大;不变。
(5)a.降低温度,反应速率减小,故a不符合题意;
b.增大压强,一般是缩小容器体积,浓度增大,反应速率加快,故b符合题意;
c.恒容时充入He气,压强增大,但浓度未变,速率不变,故c不符合题意;
d.恒压时充入He气,容器体积增大,浓度减小,速率减小,故d不符合题意;
e.及时分离,浓度降低,速率减小,故e不符合题意;
综上所述,答案为:b。
15. PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O 小 48 Pb PbO2 对换
【详解】(1)放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,放电时为原电池原理,正极发生得电子的还原反应,正极电极反应式为PbO2 + 2e-+ 4H+ +=PbSO4 + 2H2O;放电时消耗硫酸,因此硫酸浓度将减小;负极电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4,所以通过1mol电子时,负极质量增加为0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g。
(2)根据装置图可判断A和电源的负极相连,作阴极,得到电子发生还原反应,电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+,即A极上生成Pb;B和电源的正极相连,作阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4-2e-+ 2H2O = PbO2 + 4H+ +,B极生成PbO2;此时蓄电池的正负极的极性将对换。
16.(1)2A+B2C
(2)ade
(3)1.2×10-3mol·L-1·s-1
(4) 放出 46
(5)ad
【解析】(1)
根据图示可知:A、B是反应物,C是生成物,在2 min内三种物质改变量分别为2 mol、1 mol、2 mol,改变的物质的量的比是2:1:2。物质反应的物质的量的比等于方程式中相应物质的化学计量数的比,由于2 min后三种物质都存在,且各物质的量不再发生变化,说明该反应是可逆反应,故反应方程式为:;
(2)
a.A、B、C三种物质的浓度保持不变,说明在单位时间内它们消耗量与产生量相等,反应达到平衡状态,故a符合题意;
b.由于A、C化学计量数相等,所以气体A的消耗速率等于气体C的生成速率表示的都是化学反应正向进行,不能据此判断反应是否达到平衡状态,故b不符合题意;
c.反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,反应混合物都是气体,气体的质量不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,故c不符合题意;
d.反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,反应前后气体的物质的量不等,若体系的总压强不变,说明气体的物质的量不变,反应达到了平衡状态,d符合题意;
e.反应在恒容密闭容器中进行,反应混合物都是气体,气体的总质量不变,气体总物质的量发生改变,则混合气体的平均相对分子质量发生改变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应前后气体的总物质的量不变了,说明消耗的和生成的各物质的量相等了,反应达到平衡了,故e符合题意;
f.v(A)=2v(B)=v(C),没有指明是正反应速率还是逆反应速率,不能作为平衡判据,故f不符合题意,
故合理选项是ade;
(3)
根据表格数据可知在0~50 s内NH3的物质的量增加了0.24 mol,则由物质反应转化关系可知会同时消耗N2的物质的量为0.12 mol,则N2的平均反应速率v(N2)=;故答案为:1.2×10-3mol·L-1·s-1;
(4)
根据题中数据可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=946 kJ/mol+ 3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol= -92 kJ/mol,则生成1 mol NH3过程中放出的能量为92 kJ×=46 kJ;故答案为:放出;46;
(5)
a.升高温度,物质的内能增加,分子之间有效碰撞次数增加,分子运动速率加快,故a符合题意;
b.增大容器的体积,导致物质的浓度减小,单位体积内活化分子数目减少,反应速率减小,故b不符合题意;
c.恒容时充入He,物质的浓度不变,所以速率不变,故c不符合题意;
d.加入合适催化剂,使反应活化能降低,活化分子数目增加,有效碰撞次数增加,分子运动速率加快,故d符合题意;
故合理选项是ad。
17. 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。
18. NaOH NaCl 中和反应放热,随着反应的进行,放出热量增加,溶液温度逐渐升高,加入10毫升稀盐酸时恰好完全反应,溶液温度最高。继续加入盐酸后,溶液被稀释冷却,温度逐渐下降。 1.6g
【详解】(1)向氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸,两者发生反应生成氯化钠和水,当加入4mL时,根据图象反应温度没有达到最高,说明NaOH有剩余,则烧杯中溶液的溶质为NaOH和NaCl。
(2)中和反应放热,随着反应的进行,放出热量增加,溶液温度逐渐升高,加入10毫升稀盐酸时恰好完全反应,溶液温度最高。继续加入盐酸后,溶液被稀释冷却,温度逐渐下降,所以温度先升高后降低。
(3) 10 mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液(密度1.10g/mL)的物质的量为=0.0275mol,根据钠守恒,生成的NaCl的物质的量也为0.0275mol,所以NaCl的质量为0.0275mol×58.5g/mol=1.6g。
19. H2-2e-+2=2H2O 降低 Cu+2=+2 2++e-=NO2↑+H2O Cu Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极
【分析】碱性条件下,氢气在负极失电子生成氢离子,氢离子与氢氧根离子生成水;负极氢离子浓度增大;FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜;Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极,FeCl3溶液为电解质溶液;0-t1时,Al在浓硝酸中发生钝化过程,Al为负极,氧化得到氧化铝,Cu为正极,正极上硝酸根放电生成二氧化氮,随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行,t1时,铜做负极反应,Al为正极,溶液中阳离子向正极移动,由此分析。
【详解】(1)由题意知,该燃料电池中,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电解质是氢氧化钠,所以通入氢气的电极反应式为H2-2e-+2=2H2O;放电一段时间后,负极附近的氢离子浓度变大,溶液的pH降低;
(2)电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路,其化学方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,离子化学方程式为Cu+2=+2;把该反应设计成一个原电池,还原剂铜必须做负极,正极要用没有铜活泼的材料,电解质溶液可以是氯化铁溶液,原电池装置图如下:
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(3)由图象可知,在t1s前后,电路中的电流方向是相反的,所以t1s前,因为铝比铜活泼,原电池的负极是铝片,铝发生氧化反应生成氧化铝,正极为铜,正极上硝酸根被还原为二氧化氮,正极的电极反应式为2++e-=NO2↑+H2O,溶液中的向正极移动。当铝表面被全部氧化生成致密的氧化膜后,铝电极不如铜活泼,所以t1s后,外电路中电子流动方向发生改变,其原因是Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极。
【点睛】碱性条件下,氢气在负极失电子生成氢离子,氢离子与氢氧根离子生成水为易错点。
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