苏教版必修第二册2023-2024学年高中化学专题6化学反应与能量变化测评A卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 苏教版必修第二册2023-2024学年高中化学专题6化学反应与能量变化测评A卷（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 300.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-08 21:08:21 | ||
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文档简介
专题6测评(A)
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于新能源汽车的说法中错误的是( )。
A.太阳能汽车属于新能源汽车,直接将太阳能转化为动能
B.若汽车采用乙烯碱性燃料电池作为动力,则通入乙烯的电极是负极
C.推广或使用新能源汽车,可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放
D.液态储氢技术的开发有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级
2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )。
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量
D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
3.以下是几种化学键的键能:
化学键 N≡N F—F N—F
941.7 154.8 283.0
下列说法中正确的是( )。
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
4.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是( )。
A.x=2
B.2 min时,B的浓度为0.4 mol·L-1
C.0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.2 min时,A的物质的量为1.8 mol
5.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )。
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
C.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
D.对于任何化学反应,反应速率越大越好
6.在2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最大的是( )。
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )。
A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
8.CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是( )。
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是( )。
A.食盐水中有气泡逸出
B.铁表面的反应为Fe-2e-Fe2+
C.红色首先在食盐水滴的中心出现
D.该实验研究的是金属的电化学腐蚀
10.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )。
组别 对应曲线 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
11.化合物Bilirubin(胆红素)在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )。
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
12.向容积为2.0 L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2(红棕色气体)的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.64 s时,反应未达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D.前100 s内,用NO2表示的化学反应速率是0.008 mol·L-1·s-1
三、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(8分)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)使用时,空气从 (填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),总反应式为2CH3OH+4OH-+3O22C+6H2O,则A口通入的物质为 (填名称)。
(3)b极反应式为 。
(4)当电路中通过0.3 mol电子时,消耗甲醇的质量为 g。
14.(20分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①煅烧石灰石
②木炭燃烧
③炸药爆炸
④酸碱中和反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰
⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,形成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减小了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 mol电子。
(4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2与CO反应的热化学方程式: 。
图1
图2
(5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-184.5 kJ·mol-1
请填空。
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
436.4 242.7
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据,根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物,试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式: 。
(6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气,电解反应方程式为 ,能量转化形式为 。
15.(12分)Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能。
化学键 H—H N≡N OO O—H N—H
436.4 941.7 500 462.8 a
已知工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请回答下列问题。
(1)表中a= 。
(2)1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出的热量 (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)下列各项中,能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 。
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OH
D.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变
16.(12分)一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在图上所示的三个时刻中, (填“t1”“t2”或“t3”) min处于平衡状态,此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆;0~t2 min时间段内v(N)= 。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,则压强不再改变 (填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M、N均为气体,则下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.降低压强
C.减小N的浓度
D.将反应容器容积缩小
专题6测评(A)
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于新能源汽车的说法中错误的是( )。
A.太阳能汽车属于新能源汽车,直接将太阳能转化为动能
B.若汽车采用乙烯碱性燃料电池作为动力,则通入乙烯的电极是负极
C.推广或使用新能源汽车,可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放
D.液态储氢技术的开发有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级
答案:A
解析:太阳能汽车是使用太阳能电池将太阳能转化成电能,然后转化成汽车的动能,A项错误;燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,B项正确;新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放,C项正确;液态储氢技术解决了氢气储存难、运输难的问题,可以实现氢能的广泛应用,D项正确。
2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )。
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量
D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
答案:C
解析:2H2O2H2↑+O2↑是吸热反应,说明2molH2O具有的总能量低于2molH2 和1molO2具有的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输,所以氢能源利用并未普及,但发展前景广阔。
3.以下是几种化学键的键能:
化学键 N≡N F—F N—F
941.7 154.8 283.0
下列说法中正确的是( )。
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
答案:B
解析:A项,N2(g)2N(g)是断裂化学键的过程,需要吸收能量,A项错误。B项,N(g)+3F(g)NF3(g)是形成化学键的过程,会释放能量,B项正确。C项,N2(g)+3F2(g)2NF3(g) ΔH=(941.7+3×154.8-2×3×283.0)kJ·mol-1=-291.9kJ·mol-1,C项错误。D项,任何化学反应均有旧键的断裂和新键的形成,故D项错误。
4.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是( )。
A.x=2
B.2 min时,B的浓度为0.4 mol·L-1
C.0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.2 min时,A的物质的量为1.8 mol
答案:D
解析:2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol·L-1和0.4mol·L-1,根据浓度的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知x=1,A项错误;根据化学方程式可知消耗B应该是0.2mol·L-1,则2min时,B的浓度为-0.2mol·L-1=0.3mol·L-1,B项错误;0~2min内B的反应速率为=0.1mol·L-1·min-1,C项错误;根据化学方程式可知消耗A应该是0.6mol·L-1,物质的量是1.2mol,则此时A的物质的量为1.8mol,D项正确。
5.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )。
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
C.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
D.对于任何化学反应,反应速率越大越好
答案:C
解析:常温下铁在浓硫酸中钝化,得不到氢气,A项错误;增加反应物的用量,不一定会增大化学反应速率,例如改变固体的质量,B项错误。
6.在2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最大的是( )。
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
答案:D
解析:将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示,然后进行比较。B项,v(A)=v(B)=×0.6mol·L-1·min-1=0.4mol·L-1·min-1;C项,v(A)=v(C)=0.35mol·L-1·min-1; D项,v(A)=2v(D)=2×0.4mol·L-1·min-1=0.8mol·L-1·min-1,通过数值大小比较知,D项反应速率最大。
7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )。
A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
答案:A
解析:Zn比Cu活泼,Zn作负极,Zn失电子变Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极上负电荷变多,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+向铜电极迁移,H+氧化性较强,得电子生成H2,因而Cu电极附近溶液中c(H+)减小,A项错误;Ag2O作正极,得到电子被还原成Ag,结合KOH溶液作电解质溶液,故电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅蓄电池总反应式为PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。
8.CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是( )。
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
答案:B
解析:a为负极,b为正极,b极的电极反应式为O2+4e-2O2-,O2-从正极流向负极,并在负极发生反应CO+O2--2e-CO2,A项正确,B项错误;电流越大,说明转移电子数目越多,参加反应的CO越多,D项正确。
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是( )。
A.食盐水中有气泡逸出
B.铁表面的反应为Fe-2e-Fe2+
C.红色首先在食盐水滴的中心出现
D.该实验研究的是金属的电化学腐蚀
答案:BD
解析:由Fe、C与食盐水形成原电池引起的金属腐蚀是电化学腐蚀,D项正确;铁为负极,发生的反应为Fe-2e-Fe2+,B项正确;正极为C,电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,即C附近溶液显碱性,首先变红,C项错误;整个反应过程中没有气体生成,A项错误。
10.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )。
组别 对应曲线 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
答案:D
解析:根据图像,第4组反应最慢,A项正确;采用控制变量法分析反应条件,第3、4组比较,第3组生成氢气的速率较大,所以反应温度高于30℃,D项错误;第1、2组与第4组相比较,由于铁的状态不同,使用粉末状铁反应速率大,不能判断其盐酸的浓度是否比第4组大,因此盐酸的浓度有可能大于、等于或小于2.5mol·L-1,B、C两项正确。
11.化合物Bilirubin(胆红素)在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )。
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
答案:B
解析:分析图像可知,在4~8min时间段内反应物的浓度由20μmol·L-1下降到10μmol·L-1,浓度变化量为10μmol·L-1,故反应速率为=2.5μmol·L-1·min-1。随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,大致的变化规律是反应每进行4min,反应物浓度就降低一半,所以当反应进行到16min时,反应物的浓度降到大约2.5μmol·L-1。
12.向容积为2.0 L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2(红棕色气体)的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.64 s时,反应未达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D.前100 s内,用NO2表示的化学反应速率是0.008 mol·L-1·s-1
答案:AB
解析:由图可知,64s后二氧化氮和四氧化二氮的浓度依然发生改变,说明64s时正逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,A项正确;二氧化氮气体为红棕色,四氧化二氮气体为无色,由图可知,平衡前二氧化氮的浓度增大,混合气体的颜色逐渐变深,B项正确;该反应为吸热反应,若容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低,C项错误;由图可知,前100s内,二氧化氮的物质的量的变化量为(1.0-0.2)mol=0.8mol,则用二氧化氮表示的化学反应速率是=0.004mol·L-1·s-1,D项错误。
三、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(8分)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)使用时,空气从 (填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),总反应式为2CH3OH+4OH-+3O22C+6H2O,则A口通入的物质为 (填名称)。
(3)b极反应式为 。
(4)当电路中通过0.3 mol电子时,消耗甲醇的质量为 g。
答案:(1)B
(2)甲醇
(3)O2+2H2O+4e-4OH-
(4)1.6
解析:由电子流动方向可知a为负极,b为正极,空气应从B口通入,甲醇从A口通入。
14.(20分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①煅烧石灰石
②木炭燃烧
③炸药爆炸
④酸碱中和反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰
⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,形成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减小了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 mol电子。
(4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2与CO反应的热化学方程式: 。
图1
图2
(5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-184.5 kJ·mol-1
请填空。
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
436.4 242.7
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据,根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物,试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式: 。
(6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气,电解反应方程式为 ,能量转化形式为 。
答案:(1)②③④⑤⑥ ①
(2)铜 Cu-2e-Cu2+
(3)1.12 0.1
(4)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)
ΔH=-234 kJ·mol-1
(5)①431.8 ②Se(s)+H2(g)H2Se(g)
ΔH=+81 kJ·mol-1
(6)2H2O2H2↑+O2↑ 电能转化为化学能
解析:(4)根据NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知,反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,ΔH=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1,所以NO2与CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-234kJ·mol-1。
(5)①ΔH=436.4kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-184.5kJ·mol-1,解得:E(H—Cl)=431.8kJ·mol-1。
②根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,而能量越低越稳定,所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O;b为硒化氢的生成热数据,则硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式为Se(s)+H2(g)H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1。
15.(12分)Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能。
化学键 H—H N≡N OO O—H N—H
436.4 941.7 500 462.8 a
已知工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请回答下列问题。
(1)表中a= 。
(2)1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出的热量 (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)下列各项中,能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 。
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OH
D.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变
答案:(1)390.55
(2)<
(3)放热
(4)ABD
解析:(1)根据ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量可知:436.4kJ·mol-1×3+941.7kJ·mol-1-2×3×akJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,解得a=390.55。
(2)由于合成氨的反应是可逆反应,1molN2与3molH2充分反应不能生成2mol氨气,因此放出的热量<92.4kJ。
(3)根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量,因此该反应是放热反应。
(4)正反应气体物质的量减小,恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化说明反应达到平衡状态,A项正确;一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B项正确;一定条件下,单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C项错误;一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D项正确。
16.(12分)一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在图上所示的三个时刻中, (填“t1”“t2”或“t3”) min处于平衡状态,此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆;0~t2 min时间段内v(N)= 。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,则压强不再改变 (填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M、N均为气体,则下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.降低压强
C.减小N的浓度
D.将反应容器容积缩小
答案:(1)2NM
(2)t3 = mol·L-1·min-1
(3)能
(4)AD
解析:(1)由图知,N不断减少,M不断增加,N是反应物,M是生成物,当反应进行到t3min时,各种物质都存在,物质的量不变,反应达到平衡状态。0~t2min内,N减少了4mol,M增加了2mol,两者的物质的量的比是4∶2=2∶1,故反应的化学方程式是2NM。
(2)t3min处于平衡状态,此时v正=v逆。0~t2min时间段内,v(N)=mol·L-1·min-1。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,由于该反应是反应前后气体物质的量改变的反应,则“压强不再改变”能作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)A项,升高温度,化学反应速率增大;B项,降低压强,物质的浓度减小,反应速率减小;C项,减小N的浓度,反应速率减小;D项,将反应容器容积缩小,物质的浓度增大,反应速率增大。
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于新能源汽车的说法中错误的是( )。
A.太阳能汽车属于新能源汽车,直接将太阳能转化为动能
B.若汽车采用乙烯碱性燃料电池作为动力,则通入乙烯的电极是负极
C.推广或使用新能源汽车,可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放
D.液态储氢技术的开发有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级
2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )。
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量
D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
3.以下是几种化学键的键能:
化学键 N≡N F—F N—F
941.7 154.8 283.0
下列说法中正确的是( )。
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
4.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是( )。
A.x=2
B.2 min时,B的浓度为0.4 mol·L-1
C.0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.2 min时,A的物质的量为1.8 mol
5.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )。
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
C.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
D.对于任何化学反应,反应速率越大越好
6.在2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最大的是( )。
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )。
A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
8.CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是( )。
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是( )。
A.食盐水中有气泡逸出
B.铁表面的反应为Fe-2e-Fe2+
C.红色首先在食盐水滴的中心出现
D.该实验研究的是金属的电化学腐蚀
10.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )。
组别 对应曲线 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
11.化合物Bilirubin(胆红素)在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )。
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
12.向容积为2.0 L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2(红棕色气体)的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.64 s时,反应未达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D.前100 s内,用NO2表示的化学反应速率是0.008 mol·L-1·s-1
三、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(8分)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)使用时,空气从 (填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),总反应式为2CH3OH+4OH-+3O22C+6H2O,则A口通入的物质为 (填名称)。
(3)b极反应式为 。
(4)当电路中通过0.3 mol电子时,消耗甲醇的质量为 g。
14.(20分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①煅烧石灰石
②木炭燃烧
③炸药爆炸
④酸碱中和反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰
⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,形成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减小了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 mol电子。
(4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2与CO反应的热化学方程式: 。
图1
图2
(5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-184.5 kJ·mol-1
请填空。
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
436.4 242.7
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据,根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物,试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式: 。
(6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气,电解反应方程式为 ,能量转化形式为 。
15.(12分)Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能。
化学键 H—H N≡N OO O—H N—H
436.4 941.7 500 462.8 a
已知工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请回答下列问题。
(1)表中a= 。
(2)1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出的热量 (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)下列各项中,能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 。
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OH
D.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变
16.(12分)一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在图上所示的三个时刻中, (填“t1”“t2”或“t3”) min处于平衡状态,此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆;0~t2 min时间段内v(N)= 。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,则压强不再改变 (填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M、N均为气体,则下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.降低压强
C.减小N的浓度
D.将反应容器容积缩小
专题6测评(A)
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于新能源汽车的说法中错误的是( )。
A.太阳能汽车属于新能源汽车,直接将太阳能转化为动能
B.若汽车采用乙烯碱性燃料电池作为动力,则通入乙烯的电极是负极
C.推广或使用新能源汽车,可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放
D.液态储氢技术的开发有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级
答案:A
解析:太阳能汽车是使用太阳能电池将太阳能转化成电能,然后转化成汽车的动能,A项错误;燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,B项正确;新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧和氮氧化物的排放,C项正确;液态储氢技术解决了氢气储存难、运输难的问题,可以实现氢能的广泛应用,D项正确。
2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )。
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量
D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值
答案:C
解析:2H2O2H2↑+O2↑是吸热反应,说明2molH2O具有的总能量低于2molH2 和1molO2具有的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输,所以氢能源利用并未普及,但发展前景广阔。
3.以下是几种化学键的键能:
化学键 N≡N F—F N—F
941.7 154.8 283.0
下列说法中正确的是( )。
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
答案:B
解析:A项,N2(g)2N(g)是断裂化学键的过程,需要吸收能量,A项错误。B项,N(g)+3F(g)NF3(g)是形成化学键的过程,会释放能量,B项正确。C项,N2(g)+3F2(g)2NF3(g) ΔH=(941.7+3×154.8-2×3×283.0)kJ·mol-1=-291.9kJ·mol-1,C项错误。D项,任何化学反应均有旧键的断裂和新键的形成,故D项错误。
4.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是( )。
A.x=2
B.2 min时,B的浓度为0.4 mol·L-1
C.0~2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
D.2 min时,A的物质的量为1.8 mol
答案:D
解析:2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol·L-1和0.4mol·L-1,根据浓度的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知x=1,A项错误;根据化学方程式可知消耗B应该是0.2mol·L-1,则2min时,B的浓度为-0.2mol·L-1=0.3mol·L-1,B项错误;0~2min内B的反应速率为=0.1mol·L-1·min-1,C项错误;根据化学方程式可知消耗A应该是0.6mol·L-1,物质的量是1.2mol,则此时A的物质的量为1.8mol,D项正确。
5.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )。
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
C.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
D.对于任何化学反应,反应速率越大越好
答案:C
解析:常温下铁在浓硫酸中钝化,得不到氢气,A项错误;增加反应物的用量,不一定会增大化学反应速率,例如改变固体的质量,B项错误。
6.在2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最大的是( )。
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
答案:D
解析:将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示,然后进行比较。B项,v(A)=v(B)=×0.6mol·L-1·min-1=0.4mol·L-1·min-1;C项,v(A)=v(C)=0.35mol·L-1·min-1; D项,v(A)=2v(D)=2×0.4mol·L-1·min-1=0.8mol·L-1·min-1,通过数值大小比较知,D项反应速率最大。
7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )。
A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
答案:A
解析:Zn比Cu活泼,Zn作负极,Zn失电子变Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极上负电荷变多,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+向铜电极迁移,H+氧化性较强,得电子生成H2,因而Cu电极附近溶液中c(H+)减小,A项错误;Ag2O作正极,得到电子被还原成Ag,结合KOH溶液作电解质溶液,故电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅蓄电池总反应式为PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。
8.CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是( )。
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
答案:B
解析:a为负极,b为正极,b极的电极反应式为O2+4e-2O2-,O2-从正极流向负极,并在负极发生反应CO+O2--2e-CO2,A项正确,B项错误;电流越大,说明转移电子数目越多,参加反应的CO越多,D项正确。
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法中正确的是( )。
A.食盐水中有气泡逸出
B.铁表面的反应为Fe-2e-Fe2+
C.红色首先在食盐水滴的中心出现
D.该实验研究的是金属的电化学腐蚀
答案:BD
解析:由Fe、C与食盐水形成原电池引起的金属腐蚀是电化学腐蚀,D项正确;铁为负极,发生的反应为Fe-2e-Fe2+,B项正确;正极为C,电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,即C附近溶液显碱性,首先变红,C项错误;整个反应过程中没有气体生成,A项错误。
10.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的变化情况如图,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )。
组别 对应曲线 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度可能大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度可能等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
答案:D
解析:根据图像,第4组反应最慢,A项正确;采用控制变量法分析反应条件,第3、4组比较,第3组生成氢气的速率较大,所以反应温度高于30℃,D项错误;第1、2组与第4组相比较,由于铁的状态不同,使用粉末状铁反应速率大,不能判断其盐酸的浓度是否比第4组大,因此盐酸的浓度有可能大于、等于或小于2.5mol·L-1,B、C两项正确。
11.化合物Bilirubin(胆红素)在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )。
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
答案:B
解析:分析图像可知,在4~8min时间段内反应物的浓度由20μmol·L-1下降到10μmol·L-1,浓度变化量为10μmol·L-1,故反应速率为=2.5μmol·L-1·min-1。随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,大致的变化规律是反应每进行4min,反应物浓度就降低一半,所以当反应进行到16min时,反应物的浓度降到大约2.5μmol·L-1。
12.向容积为2.0 L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2(红棕色气体)的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.64 s时,反应未达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高
D.前100 s内,用NO2表示的化学反应速率是0.008 mol·L-1·s-1
答案:AB
解析:由图可知,64s后二氧化氮和四氧化二氮的浓度依然发生改变,说明64s时正逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,A项正确;二氧化氮气体为红棕色,四氧化二氮气体为无色,由图可知,平衡前二氧化氮的浓度增大,混合气体的颜色逐渐变深,B项正确;该反应为吸热反应,若容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低,C项错误;由图可知,前100s内,二氧化氮的物质的量的变化量为(1.0-0.2)mol=0.8mol,则用二氧化氮表示的化学反应速率是=0.004mol·L-1·s-1,D项错误。
三、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(8分)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)使用时,空气从 (填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),总反应式为2CH3OH+4OH-+3O22C+6H2O,则A口通入的物质为 (填名称)。
(3)b极反应式为 。
(4)当电路中通过0.3 mol电子时,消耗甲醇的质量为 g。
答案:(1)B
(2)甲醇
(3)O2+2H2O+4e-4OH-
(4)1.6
解析:由电子流动方向可知a为负极,b为正极,空气应从B口通入,甲醇从A口通入。
14.(20分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①煅烧石灰石
②木炭燃烧
③炸药爆炸
④酸碱中和反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰
⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银溶液设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,形成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减小了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 mol电子。
(4)如图1所示是NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2与CO反应的热化学方程式: 。
图1
图2
(5)化学反应的反应热与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
ΔH=-184.5 kJ·mol-1
请填空。
共价键 H—H Cl—Cl H—Cl
436.4 242.7
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的反应热数据,根据反应热数据可确定a、b、c、d分别代表哪种氢化物,试写出硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式: 。
(6)氢气是一种高效、清洁的能源。可以用电解水法制备氢气,电解反应方程式为 ,能量转化形式为 。
答案:(1)②③④⑤⑥ ①
(2)铜 Cu-2e-Cu2+
(3)1.12 0.1
(4)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)
ΔH=-234 kJ·mol-1
(5)①431.8 ②Se(s)+H2(g)H2Se(g)
ΔH=+81 kJ·mol-1
(6)2H2O2H2↑+O2↑ 电能转化为化学能
解析:(4)根据NO2与CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知,反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,ΔH=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1,所以NO2与CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-234kJ·mol-1。
(5)①ΔH=436.4kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-184.5kJ·mol-1,解得:E(H—Cl)=431.8kJ·mol-1。
②根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,而能量越低越稳定,所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O;b为硒化氢的生成热数据,则硒与氢气发生反应生成硒化氢的热化学方程式为Se(s)+H2(g)H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1。
15.(12分)Ⅰ.化学反应中的反应热(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能。
化学键 H—H N≡N OO O—H N—H
436.4 941.7 500 462.8 a
已知工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请回答下列问题。
(1)表中a= 。
(2)1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出的热量 (填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)下列各项中,能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 。
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OH
D.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变
答案:(1)390.55
(2)<
(3)放热
(4)ABD
解析:(1)根据ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量可知:436.4kJ·mol-1×3+941.7kJ·mol-1-2×3×akJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,解得a=390.55。
(2)由于合成氨的反应是可逆反应,1molN2与3molH2充分反应不能生成2mol氨气,因此放出的热量<92.4kJ。
(3)根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量,因此该反应是放热反应。
(4)正反应气体物质的量减小,恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化说明反应达到平衡状态,A项正确;一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B项正确;一定条件下,单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C项错误;一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D项正确。
16.(12分)一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 。
(2)在图上所示的三个时刻中, (填“t1”“t2”或“t3”) min处于平衡状态,此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆;0~t2 min时间段内v(N)= 。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,则压强不再改变 (填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M、N均为气体,则下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.降低压强
C.减小N的浓度
D.将反应容器容积缩小
答案:(1)2NM
(2)t3 = mol·L-1·min-1
(3)能
(4)AD
解析:(1)由图知,N不断减少,M不断增加,N是反应物,M是生成物,当反应进行到t3min时,各种物质都存在,物质的量不变,反应达到平衡状态。0~t2min内,N减少了4mol,M增加了2mol,两者的物质的量的比是4∶2=2∶1,故反应的化学方程式是2NM。
(2)t3min处于平衡状态,此时v正=v逆。0~t2min时间段内,v(N)=mol·L-1·min-1。
(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,由于该反应是反应前后气体物质的量改变的反应,则“压强不再改变”能作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)A项,升高温度,化学反应速率增大;B项,降低压强,物质的浓度减小,反应速率减小;C项,减小N的浓度,反应速率减小;D项,将反应容器容积缩小,物质的浓度增大,反应速率增大。