第2章化学键化学反应规律练习卷(含解析)2023-2024学年下学期高一化学鲁科版(2019)必修第二册

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名称 第2章化学键化学反应规律练习卷(含解析)2023-2024学年下学期高一化学鲁科版(2019)必修第二册
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版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-03-03 11:53:02

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第2章化学键 化学反应规律 练习卷
一、单选题
1.可充电钠-CO2电池示意图如图所示,放电时电池总反应为:4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法正确的是
A.该电池也可用水作溶剂
B.每吸收1mol CO2,理论上电路中转移4 mol e-
C.充电时,钠箔与外接电源的正极相连
D.放电时,正极的电极反应为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C
2.普通干电池的电极分别为碳棒和锌筒,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2,ZnCl2吸收NH3),电极反应可简化为:Zn-2e-=Zn2+,2NH4++2e-= 2NH3+H2。根据以上所述判断下列结论不正确的是
A.工作时Zn为负极,发生还原反应
B.工作时电流由碳极经外电路流向Zn极
C.输出电流时碳棒上发生还原反应
D.长时间使用后内装糊状物可能流出,腐蚀用电器
3.在373K时,把0.1molN2O4气体通入体积为lL的恒容密闭容器中,立即出现红棕色。在60s时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(  )
A.压缩容器,颜色变浅
B.在平衡时体系内含N2O40.04mol
C.以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.002mol/(L·s)
D.平衡时,如果再充入一定量N2O4,则可提高N2O4的转化率
4.X(s)+3Y(g)Z(g) ΔH=-a kJ·molˉ1,一定条件下,将2molX和2molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10s,测得生成0.5molZ。下列说法正确的是
A.10s内,X的平均反应速率为0.025mol·Lˉ1·sˉ1
B.第10s时,Y的反应速率为0.075mol·Lˉ1·sˉ1
C.第10s时,X为 1.5mol,Y的浓度为0.25mol·Lˉ1
D.10s内,X和Y反应放出的热量为akJ
5.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.H2O2的电子式:
B.Cl-的结构示意图:
C.原子核中有10个中子的氧离子:O2-
D.次氯酸的化学式:HClO2
6.可逆反应A(s)+BC达到平衡后,B的转化率与压强、温度的关系如下图,下列说法正确的是(  )
A.B是固体,C是固体,正反应是吸热反应
B.B是气体,C是固体,正反应是吸热反应
C.B是气体,C是固体,正反应是放热反应
D.B、C都是气体,正反应是放热反应
7.一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐的装置示意图如图1所示; 研究人员发现的一种“水”电池,其总反应为:5MnO2 +2Ag+2NaCl=Na2Mn5Ol0+2AgCl,用该“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验装置如图2所示,电解过程中X电极上有无色气体逸出。下列说法正确的是( )
A.图1装置中若右池产生0.672 L气体(标准状况下),则电路中通过电子0.15 mol
B.图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的的物质的量之比为28:5
C.图2装置的电路中每通过1 mol e-,U形管中消耗0.5 mol H2O
D.图2装置中“水”电池内每生成1 mol Na2Mn5O10,X电极上生成1 mol气体
8.已知反应:C(石墨),C(金刚石),相同条件下完全燃烧12g C(石墨)和12g C(金刚石)放出的热量分别为393.51kJ、395.41kJ,下列判断不正确的是
A.金刚石比石墨稳定 B.12g石墨所具有的能量比12g金刚石低
C.金刚石转变成石墨是化学变化 D.金刚石转化为石墨的过程中会释放能量
9.根据下列实验内容与现象能达到实验目的是
选项 实验内容与现象 实验目的
A CaO与浓氨水混合有刺激性气体放出 碱性大于
B 向稀硫酸中加入Zn和少量碳粉产生大量气泡 制取并加快反应速率
C 铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应,前者立即产生红棕色气体 探究浓度对化学反应速率的影响
D 通入酸性溶液,紫红色褪去 探究的漂白性
A.A B.B C.C D.D
10.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 酸性 非金属性
B 溶于水能导电 是离子化合物
C Na在中燃烧的生成物含离子键 NaCl固体可导电
D 向NaI溶液中滴入少量氯水,振荡、静置,溶液由无色变为棕黄色 的还原性强于
A.A B.B C.C D.D
11.一种二次电池体系——混合锂离子/氧电池如图所示。当电池放电时,与在电极处生成。下列说法错误的是
A.充电时,电池总反应为
B.充电时,由正极脱出穿过电解质移向负极
C.放电时,阴极反应为
D.放电时,阳极发生的氧化反应为
12.根据相应的图像,判断下列相关说法错误的是
A.图①中,密闭容器中反应达到平衡,t0时改变某一条件,则改变的条件可能是加压(a+b=c)或使用催化剂
B.图②是达到平衡时外界条件对平衡的影响关系,则正反应为放热反应,p2>p1
C.图③是物质的百分含量和温度T关系,则反应为放热反应
D.图④是反应速率和反应条件变化关系,则该反应的正反应为吸热反应,且A、B、C、D一定均为气体
13.化学是一门以实验为基础的学科。关于下列叙述中,正确的是
A.碱式滴定管既可用于中和滴定.也可用于量取一定量的NaCl或Al2(SO4)3溶液
B.下图实验用于比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
C.准确移取20.00mL某待测浓度的盐酸于锥形瓶中,用0.1000mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定,随着氢氧化钠溶液的滴入,锥形瓶中溶液的pH由小变大
D.用惰性电极电解CuSO4的水溶液,电解一段时间后.再加入Cu(OH)2能使溶液恢复到电解前的状态
二、填空题
14.(1)可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在不同温度下经过一定时间,混合物中C的体积分数与温度的关系如图所示.
①由T1向T2变化时,正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”).
②由T3向T4变化时,正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”).
③反应在 温度下达到平衡.
④此反应的正反应为 热反应.
(2)800℃时,在2L密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在反应体系中,n(NO)随时间的变化如表所示:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
①图中表示NO2变化的曲线是 ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v= .
②能说明该反应已经达到平衡状态的是
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内的密度保持不变.
15.工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) 。
(1)甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)= mol L-1 1min-1。
(2)乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。反应的焓变是 (填“△H<0”或“△H>0”)反应,写出该反应的热化学方程式: ;
(3)该反应平衡常数K的表达式为 ,温度升高,平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)下列措施能加快反应速率的是 。
A 升高温度 B 增大容器的容积 C 再充入0.1molCO D 及时分离出CH3OH
(5)下列能说明反应达到平衡状态的是 。
A 体系压强保持不变 B 混合气体总质量保持不变
C H2和CO的浓度相等 D 每消耗1 mol CO的同时生成1 mol CH3OH
16.800°C时,在2L密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H<0,测得n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07
(1)NO的平衡浓度c(NO)= 。
(2)下图中表示NO2的变化的曲线 。(填字母)
(3)能说明该反应已经达到化学平衡状态的是 。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=v正(O2) D.容器内NO、O2、NO2同时存在
(4)下列操作中,能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A.及时分离出NO2气体B.适当升高温度
C.增大O2的浓度D.选择高效的催化剂
(5)下图中的曲线表示的是其它条件一定时,体系中NO的平衡转化率与温度的关系。图中标有a、b、c、d四点,其中表示v(正)A.a B.b C.c D.d
17.如图所示,组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):
(1)电解质溶液为稀H2SO4时,灯泡 (填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为:
Al电极上发生的反应为:
b.若灯泡不亮,其理由为:
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时,灯泡
(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为:
Al电极上发生的反应为: 。
b.若灯泡不亮,其理由为: 。
18.请根据已有知识和经验填写下表。
影响化学反应速率的条件 如何影响 实例
温度
浓度
固体的表面积
催化剂
19.氮和氮的化合物在国防、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列问题:
(1)亚硝酰氯(结构式为Cl—N=O)是有机合成中的重要试剂,它可由Cl2和NO在常温常压条件下反应制得,反应方程式为:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知几种化学键的键能数据如表所示:
化学键 Cl—Cl Cl—N N=O N≡O
键能/kJ mol-1 243 200 607 630
则2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H= kJ mol-1。
(2)在一个恒容密闭容器中充入2molNO和1molCl2(g)发生(1)中的反应,在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位:mol)与时间的关系如表所示:
t/min 温度/℃ 0 5 8 13
T1 2 1.5 1.3 1.0
T2 2 1.15 1.0 1.0
①T1 T2(填“>”“=”或“<”)。
②温度为T2℃时,起始时容器内的压强为P0,则该反应的平衡常数Kp= (要求化简)(已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)近年来,地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。在金属Pt、Cu、和依(Ir)的催化作用下,H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO),其工作原理如图所示。
Ir表面发生反应的化学方程式为: 。
20.氢气是未来理想的能源。
(1)实验室用铁与2mol·L-1的硫酸反应生成H2的物质的量与反应时间的关系如图所示。按要求回答下列问题。
①产生H2的平均反应速率最大的时间段是 (填“0~2min”“2~4min”或“4~6min”),该时间段内对反应速率起关键作用的影响因素是 。
②若向体系中加入少量硫酸铜溶液,可以加快氢气的生成速率,其原因是 。
③要加快上述实验中产生氢气的速率,还可采取的措施是 (填一种)。
(2)工业上用海水制氢气的新技术的原理为2H2O2H2↑+O2↑。回答下列问题:
①分解海水的反应属于 “反应(填“放热”或“吸热”)。
②分解产生的氢气储存比较困难,有一种储存方法的原理可表示为NaHCO3+H2HCOONa+H2O。下列说法正确的是 (填序号)。
A.储氢、释氢过程中均有能量变化
B.储氢时反应物中只有离子键、非极性键的断裂
C.储氢过程中,NaHCO3被还原
D.释氢过程中,每消耗0.1molH2O放出2.24LH2
(3)H2可与I2发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)。一定温度下,在恒容密闭容器中进行该反应,下列叙述能说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
A.2v(H2)=v(HI)
B.断裂1molH—H键的同时形成1molI—I键
C.容器内气体的压强不变
D.容器内气体的颜色不变
21.碳和氮的氢化物是广泛的化工原料,回答下列问题:
(1)工业上合成氨的反应为,反应过程中能量变化如图所示。
①反应的活化能为 kJ/mol,有利于该反应自发进行的条件是 。
②合成氨时加入铁粉可以加快生成的速率,在上图中画出加入铁粉后的能量变化曲线 。
(2)催化重整不仅可以得到合成气(CO和),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
①催化重整反应为。某温度下,在体积为2L的容器中加入2mol、1mol以及催化剂进行重整反应,5min达到平衡时的转化率是50%。0-5min平均反应速率
②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如表:
积碳反应 消碳反应
75 172
活化能/() 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。
22.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,如图所示,回答下列问题:

(1) (填“甲”或“乙”)中铜片表面有气泡。
(2)两烧杯中溶液的均 (填“增大”或“减小”)。
(3)产生气泡的速度速率甲 乙(填“>”或“<”)。
23.已知H-H 键、N-H 键、N≡N 键的键能分别为 436kJ/mol、391kJ/mol、946 kJ/mol,关于工业合成氨的反应,请根据键能的数据判断下列问题:
若有 1 mol NH3生成 ,可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ;该反应的能量变化可用图 表示。(填“甲“或“乙”)
24.Ⅰ、下列物质:①1H、2H、3H ;②H2O、D2O、T2O;③O2、O3;④12C、14C
(1)互为同位素的是 (填序号,下同);
(2)互为同素异形体的是 ;
(3)氢的三种原子1H、2H、3H与氯的两种原子35Cl、37Cl相互结合为氯化氢,可得分子中相对分子质量不同的有 种;
Ⅱ、用化学用语回答下列问题:
(1)写出NaOH的电子式 ;
(2)用电子式表示二氧化碳分子的形成过程 ;
Ⅲ、下列物质:①N2 ②H2O2 ③NH3 ④Na2O ⑤NH4Cl
(1)含有极性键和非极性键的是 (填序号,下同);
(2)含有极性键的离子化合物是 ;
(3)氟化氢水溶液中存在的氢键有 种;
(4)分子(CN)2分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为 。
25.按要求完成下列填空:
(1) H、H、H互为 O2、O3互为
(2)在下列固体中: a.CaCl2 b.KOH c.He d.H2SO4 e.NH4Cl f.金刚石
①其中不含化学键的物质是
②既含有离子键又含有共价键的物质是 (填序号)
(3)下图是几种常见的电池装置。请回答:
①电池Ⅰ中负极反应式是 ,溶液中H+向 (填“负”或“正”)极移动,若1mol电子流过导线,则产生氢气的物质的量是 mol。
②电池Ⅱ属于 电池(填“一次”或“二次”).
③电池Ⅲ是氢氧燃料电池,写出负极的电极反应式是
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【分析】从总反应方程式4Na+3CO2=2Na2CO3+C可知,Na失去电子,化合价升高,C得到电子,化合价降低,所以放电时钠箔作为负极,碳纳米管作为正极。
【详解】A.该电池不能用水作溶剂,因为Na会与水直接反应掉,A错误;
B.每吸收3mol CO2,理论上电路中转移4 mol e-,B错误;
C.放电时,钠箔作为负极,碳纳米管作为正极,充电时,碳纳米管作为阳极,与外接电源的正极相连,C错误;
D.放电时,正极的电极反应为:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C,D正确;
答案选D。
2.A
【分析】A.失电子的电极作负极,负极上发生氧化反应;
B.干电池工作时,电流从正极经外电路流向负极;
C.正极上得电子发生还原反应;
D.根据电极反应和糊状物的性质分析,NH4Cl和ZnCl2都是强酸弱碱盐水解呈酸性。
【详解】A.锌失电子而作负极,负极上发生氧化反应,故A错误;
B.干电池工作时,电流从正极碳极经外电路流向负极锌,故B正确;
C.放电时,正极碳棒上得电子发生还原反应,故C正确;
D.锌筒为负极,被腐蚀,NH4Cl和ZnCl2都是强酸弱碱盐水解呈酸性,所以干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出,腐蚀用电器,故D正确;
故答案选A。
3.B
【详解】A. 压缩容器,容器体积减小,各物质浓度增大,体系内颜色加深,故A错误;
B. 由N2O4 2NO2,设转化的N2O4的物质的量为x,则平衡时N2O4的物质的量为0.1mol x,NO2的物质的量为2x,由平衡时容器内压强为开始时的1.6倍,则=1.6,解得x=0.06mol,则平衡时N2O4的物质的量为:0.1mol x=0.1mol 0.06mol=0.04mol,故B正确;
C. 由B选项计算可得,N2O4变化的物质的量为0.06mol,以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.001mol/(L·s),故C错误;
D. 由N2O4 2NO2,平衡时如果再充入一定量N2O4,相当于增大压强,化学平衡逆向移动,N2O4的转化率降低,故D错误;
答案选B。
4.C
【详解】A.X是固体,不能表示反应速率,故A错误;
B.10s内Y的反应速率为0.075mol·Lˉ1·sˉ1,是平均速率不是瞬时速率,故B错误;
C.
第10s时,X为 1.5mol,Y的浓度为0.25mol·Lˉ1,故C正确;
D.
10s内,X和Y反应放出的热量为0.5akJ,故D错误。
答案选C。
5.C
【详解】A.过氧化氢是共价化合物,分子中不存在阴阳离子,电子式为:,故A错误;
B.氯离子的核电荷数为17,核外电子数为18,其离子结构示意图为,故B错误;
C.原子核中有10个中子的氧离子的质量数为18,离子符号为O2-,故C正确;
D.次氯酸中氯元素的化合价为+1价,化学式为HClO,故D错误;
故选C。
6.B
【详解】由图象可知,升高温度,B的转化率增大,故正反应是吸热反应;而增大压强,B的转化率增大,平衡正向移动,反应前面物质中气体计量数大于后面物质中气体计量数,故B是气体,C是固体,B正确。
7.D
【详解】A.图1装置中右池产生的气体为氮气,n(N2)==0.03 mol,由正极的电极反应式(2+l0e-+12H+=N2↑+6H2O)知电路中通过电子0.3 mol,故A错误;
B.图1装置中负极的电极反应式为C6H6O-28e- +11H2O=6CO2↑+28H+,正极的电极反应式(2+l0e-+12H+=N2↑+6H2O),根据得失电子守恒,5C6H6O~28结合电极反应式可知图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的的物质的量之比为5:28,故B错误;
C.图2装置的电路中每通过1mole-,由2Cl-+2H2O2OH- +H2↑+ Cl2↑可知生成0.5mol氢气,消耗1mol水,故C错误;
D.由题给总反应式可知每生成1 molNa2Mn5O10,转移2 mol 电子,又图2装置中电解过程中X电极上有无色气体逸出,即X极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以转移2mole-时X电极上生成1 mol气体,故D正确;
答案选D。
【点睛】将电极反应写出后,根据电子转移的数目相等,找到物质间的关系。
8.A
【详解】由题意可得:C(石墨) =-393.51kJ/mol,C(金刚石) =-395.41kJ/mol,根据盖斯定律可得:C(石墨)=C(金刚石) =+1.9kJ/mol,说明石墨转化为金刚石的过程为吸热反应,则相同质量金刚石的能量高于石墨,而物质的能量越高越不稳定,因此石墨比金刚石稳定,故A错误,BD正确,石墨和金刚石的结构不同属于不同物质,两者之间的转化属于化学变化,故C正确;
故选:A。
9.B
【详解】A.CaO与浓氨水混合能产生氨气的主要原因为CaO吸水放热致使分解,A错误;
B.碳粉与Zn在稀硫酸里构成原电池反应,加快反应速率,B正确;
C.探究浓度对化学反应速率的影响,应该用同一个反应在不同浓度下进行,铜和浓硝酸、稀硝酸反应为不同的反应,C错误;
D.使酸性溶液褪色,表明具有还原性,D错误;
故答案选B。
10.D
【详解】A.比较元素非金属性的强弱可由其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断,而不能根据氢化物水溶液的酸性来判断,A错误;
B.熔融状态的不导电,是共价化合物,B错误;
C.NaCl固体中虽然含有阴阳离子,但在固态时阴、阳离子不能自由移动,故不能导电,C错误;
D.反应后溶液上层呈棕黄色,说明有碘单质生成,反应中是还原剂,是还原产物,则的还原性强于,D正确;
故答案为:D。
11.A
【详解】A.当电池放电时,与在电极处生成,放电时电池的总反应:,充电时电池总反应为放电时的逆反应:,故A错误;
B.原电池放电时,阳离子的移动总是由负极经过电解质溶液移向正极,充电时阳离子的移动总是由正极经过电解质溶液移向负极,故B正确;
C.根据题意,放电时,与在电极处生成,阴极(正极)反应为,故C正确;
D.放电时负极(阳极)金属锂失去电子被氧化为锂离子,负极反应式是,故D正确;
选A。
12.D
【详解】A.若a+b=c,则可逆反应为气体体积不变的反应,由题给信息可知,平衡后改变条件,正逆反应速率都增大且始终相等,且平衡不移动,说明改变的条件可能是加压或使用催化剂,A项正确;
B.由图可知,压强一定时,随着温度的升高,A的平衡转化率逐渐减小,说明反应为放热反应;分析题中可逆反应方程式,可知可逆反应为气体体积减小的反应,在保持温度不变时,p2条件下A的平衡转化率大于p1条件下A的平衡转化率,说明p2>p1,B项正确;
C.由图中T2~T3可知。平衡后升高温度,反应逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,C项正确;
D.由图可知,反应达第一次平衡时,减小压强,正逆反应速率均减小且正反应速率大于逆反应速率,反应正向移动,说明生成物中气体的化学计量数之和大于反应物中气体的化学计量数之和,则A、B、C、D不一定均为气体;可逆反应达第二次平衡时,升高温度,正逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率,反应正向移动,说明该可逆反应的正反应为吸热反应,D项错误;
答案选D。
【点睛】化学平衡图像题解题步骤:
(1)看图像
一看面(横、纵坐标的含义);
二看线(线的走向和变化趋势);
三看点(起点、拐点、终点);
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线);
五看量的变化(如浓度变化、温度变化)。
(2)想规律
联想化学平衡移动原理,分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响。
(3)做判断
利用原理,结合图像,分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线,做出判断。
13.C
【详解】A. 碱式滴定管既可用于中和滴定,也可用于量取一定量的NaCl溶液,硫酸铝溶液显酸性,不能量取Al2(SO4)3溶液,A错误;
B. 用于比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所加溶液的体积不同而使实验没有可比性,B错误;
C. 酸中滴入碱,溶液的碱性增强,酸性减弱,溶液pH由小变大,C正确;
D. 用惰性电极电解CuSO4的水溶液,电解一段时间后生成硫酸、氧气和铜,所以再加入CuO能使溶液恢复到电解前的状态,D错误;
答案选C。
14. > < T3 放 b 0.0015mol/(L s) bc
【详解】① T3之前,反应没有达到平衡状态,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,因此,本题正确答案是: > 。
② T3后随温度升高,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率;因此,本题正确答案是: <。
③ T3之前,反应没有达到平衡状态, T3时反应达到平衡状态;因此,本题正确答案是: T3。
④ T3后随温度升高,平衡逆向移动,说明正反应放热;因此,本题正确答案是:放。
(2)①从图象分析,随反应时间的延长,各物质的浓度不再不变,且反应物没有完全反应,所以反应为可逆反应,根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量,所以表示NO2的变化的曲线是b, 0~2s内v(NO)=(0.02-0.008)/(2×2)=0.0030 mol/(L s),同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以氧气的反应速率为0.0015mol/(L s),因此,本题正确答案是:b,0.0015mol/(L s)。
②a.反应速率之比等于化学方程式计量数之比, v(NO2)=2v(O2),没有指明正逆反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,故a错误;
b.反应前后气体体积不同,压强不变说明正逆反应速率相等,各组分浓度不变,可以说明该反应已经达到平衡状态,故b正确;
c.反应速率之比等于化学方程式计量数之比v逆(NO)=2v正(O2),一氧化氮正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故c正确;
d.恒容容器,反应物、生成物都是气体,质量不变,体积不变,所以密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;bc符合题意;
综上所述,本题选bc。
15. 0.075 <0 CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) =-91 kJ/mol 减小 AC A
【详解】(1)由图甲可知,该反应在10min后处于平衡状态,故从反应到平衡时,v(CO)===0.075mol·L-1·min-1;
(2)由图乙可知,反应物总能量较生成物总能量高,故该反应正向为放热反应,即反应的焓变<0;由图可知,该反应的焓变=(419-510)kJ/mol=-91 kJ/mol,故该反应的热化学方程式为:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) =-91 kJ/mol;
(3)根据平衡常数表达式定义,写出其平衡常数K=;该反应为放热反应,升高温度,平衡将逆向移动,平衡常数将减小;
(4)A、升高温度能够增加活化分子数以及提高有效碰撞频率,化学反应速率加快,符合题意;
B、增大容器体积,活化分子之间的有效碰撞几率将减小,化学反应速率将减小,不符合题意;
C、再冲入0.1molCO,容器内活化分子数增加,有效碰撞几率增加,化学反应速率将增大,符合题意;
D、及时分离出CH3OH,使反应物分压减小,化学反应速率将减小,不符合题意;
故答案为AC;
(5)A、恒温恒容下,气体的物质的量之比与压强呈正比,该反应为气体非等体积反应,未达到平衡时,气体总物质的量会发生变化,即压强也会变化,当体系内压强保持不变时,可说明反应达到平衡状态,故A符合题意;
B、该反应中物质均为气体,根据质量守恒可知在反应过程中,气体总质量不会改变,故气体总质量不变不能说明反应达到了平衡状态,故B不符合题意;
C、平衡时反应物浓度与其起始浓度和转化率有关,因此当H2和CO的浓度相等时,反应不一定处于平衡状态,故C不符合题意;
D、根据化学反应物质转化关系可知,任意时刻每消耗1 mol CO的同时一定会生成1 mol CH3OH,故D不符合题意;
故答案为A。
16. 0.035mol/L b B C A
【分析】(1)根据平衡时浓度不变分析;
(2)结合方程式分析平衡时二氧化氮的浓度,进而确定曲线;
(3)根据平衡的判断依据进行分析;
(4)条件对反应速率和平衡的影响分析;
(5)根据反应都要到平衡分析各点的进行方向。
【详解】(1)根据表中数据分析,平衡时一氧化氮时的浓度为;
(2)根据方程式计算分析,二氧化氮的平衡浓度为0.065mol/L,所以b为该曲线;
(3)A.v(NO2)=2v(O2)没有说明反应的方向,不能说明反应到平衡,故A错误;
B.容器内压强保持不变可以说明反应到平衡,故B正确;
C.v逆(NO)=v正(O2) 表示正逆反应速率不相等,故C错误;
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在,故容器内NO、O2、NO2同时存在不能说明到平衡,故D错误;
故选B。
(4)A.及时分离出NO2气体,反应速率减慢,平衡正向移动,故A错误;
B.适当升高温度,反应增大,平衡逆向移动,故B错误;
C.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡正向移动,故C正确;
D.选择高效的催化剂,反应速率增大,但平衡不移动,故C错误;
故选C。
(5)曲线上的各点为平衡点,正逆反应速率相等,a点一氧化氮的转化率比平衡时高,说明该反应向逆向进行,即正反应速率小于逆反应速率,故正确;c点一氧化氮转化率比平衡时低,说明该反应向正向进行,正反应速率大于逆反应速率。故选A。
【点睛】掌握平衡的判断依据,通常有两类,正逆速率相等,或百分含量或浓度不变,注意正逆反应速率相等的表示方法有多种,一定有正逆方向的表示或说明,用不同物质表示反应速率时,速率比等于化学计量数比即可以表示相等。
17. 亮 a Mg-2e= Mg2+ 2H++2e= H2↑ 亮 a 6 H2O+6e=3 H2↑+6OH- 2Al-6e+2OH-=2AlO2-+6 H2O
【详解】(1)Mg、Al做两极,稀H2SO4为电解质溶液时构成原电池,化学能转化为电能,所以灯泡会亮。Mg比Al活泼,Mg做负极,发生的反应为:Mg-2e= Mg2+,Al做正极,溶液中的H+得电子生成氢气,发生的反应为:2H++2e= H2↑。
(2) Mg、Al做两极,NaOH(aq)为电解质溶液时构成原电池,化学能转化为电能,所以灯泡会亮。由于Al能自发地和NaOH溶液发生氧化还原反应,所以Al做负极,Al失去电子生成AlO2-,发生的反应为:2Al-6e+2OH-=2AlO2-+6 H2O,Mg做正极,溶液中水电离的H+得电子生成氢气,电极反应为:6 H2O+6e=3 H2↑+6OH-。
18. 其他条件一定时,升温加快反应速率 常温下铜与稀硝酸反应慢,加热后反应变快 其他条件一定时,增加反应物浓度,加快反应速率 同等条件下,铁与浓盐酸比与稀盐酸反应快 其他条件一定时,增加固体表面积,反应速率加快 同等条件下,铁粉与稀盐酸反应比铁块快 其他条件一定时,加入催化剂(正催化剂),加快反应速率 向过氧化氢中加入二氧化锰粉末后,产生气体的速率大大加快
【详解】增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温、增大接触面积等均能加快反应速率。其他条件一定时,升温加快反应速率:常温下铜与稀硝酸反应慢,加热后反应变快;其他条件一定时,增加反应物浓度,加快反应速率:同等条件下,铁与浓盐酸比与稀盐酸反应快;其他条件一定时,增加固体表面积,反应速率加快:同等条件下,铁粉与稀盐酸反应比铁块快;其他条件一定时,加入催化剂(正催化剂),加快反应速率:向过氧化氢中加入二氧化锰粉末后,产生气体的速率大大加快。
19. -111 < H2+N2O=N2+H2O
【详解】(1)根据反应热=反应物键能总和-生成物键能总和分析,2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H=630×2+243-2×(200+607)=-111kJ mol-1。
(2)在一个恒容密闭容器中充入2molNO和1molCl2(g)发生(1)中的反应,在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位:mol)与时间的关系如表所示:
t/min 温度/℃ 0 5 8 13
T1 2 1.5 1.3 1.0
T2 2 1.15 1.0 1.0
①升温速率加快分析, T1
,解P=,则该反应的平衡常数Kp= ;
(3)从图分析,氢气和一氧化氮为反应物,氮气和水为生成物,所以Ir表面发生反应的化学方程式为:H2+N2O=N2+H2O。
20. 2~4min 温度 Fe置换出Cu,Fe、Cu形成原电池,从而加快了H2的生成速率 升高温度、适当增大硫酸的浓度或将Fe换成锌等 吸热 AC BD
【详解】(1)①反应速率指单位时间内物质浓度或者物质的量的变化量,提供选项中三个时间段长度相同,只需要看H2的变化量,变化量越大,平均反应速率越大,所以反应速率最大的时间段是2-4min;反应开始,反应物浓度最大,反应速率较快,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低会导致反应速率降低,同时反应放出热量导致体系温度升高,反应速率会随之升高,2-4min段内反应速率升高,所以对反应速率起关键作用的是温度;
②铁先与少量硫酸铜反应生成铜单质,铁、铜、硫酸形成原电池,加快反应速率;
③根据影响反应速率的因素知,还可采取的措施有升高温度、适当增大硫酸的浓度,将铁片换成铁粉或者锌等;
(2)①该反应是分解反应,应为吸热反应;
②A.化学反应均有能量变化,即放出热量或者吸收热量,A项正确;B.储氢过程中碳酸氢钠中的O断裂下来与H2结合成H2O,碳酸氢钠中的O与C原子连接,是极性共价键的断裂,B项错误;C.储氢过程中H2中的H由0价升高到+1价,是还原剂,则碳酸氢钠是氧化剂,被还原,C项正确;D.气体的体积必须是再标准状况下,D项错误,故选择AC;
(3)判断平衡状态的方法是①变量不变时达到平衡态②速率一正一逆成比例,A项中没有知名反应方向,B项符合要求,C项反应前后气体系数之和不变,则气体压强是不变量,D项I2的颜色发生变化,是变量,故正确选项为BD
21. 427.2kJ/mol 高温 0.lmol/() 劣于 催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大(或催化剂X积碳反应的活化能小,积碳反应的速率大;而消碳反应活化能相对大,消碳反应速率小)
【详解】(1)①由题意知,氨分解的活化能为:;
该反应自发进行, G<0,由 G= H-T S, H>0, S>0,推知需要高温条件,故高温下自发进行;
②由图可知,加入铁粉后合成氨所需要的活化能降低,如下图:
(2)①由题意得,,故。
②根据活化能对反应的影响来分析,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大,即催化剂X劣于催化剂Y,故答案填“劣于”。
22.(1)甲
(2)增大
(3)>
【分析】由图可知,甲装置为锌铜原电池装置,锌为原电池的负极,锌失去电子被损耗,铜电极为正极,氢离子做正极得到电子生成氢气;乙装置中锌与氢离子反应生成氢气,铜与氢离子不部分,原电池反应使反应速率加快,则生成氢气的速率甲大于乙。
【详解】(1)由分析可知,甲装置中铜片表面有氢气生成,故答案为:甲;
(2)由分析可知,甲装置和乙装置中发生的反应都是锌与氢离子反应生成氢气和锌离子,反应中氢离子浓度均减小,溶液pH均增大,故答案为:增大;
(3)由分析可知,原电池反应使反应速率加快,则生成氢气的速率甲大于乙,故答案为:>。
23. 放出 46 甲
【详解】合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),该反应的焓变△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92kJ/mol,该反应的正反应是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,生成2mol氨气放出92kJ热量,计算生成1mol氨气放出热量=92kJ÷2×1=46kJ,该反应能量变化为甲。
24. ①④ ③ 5 ② ⑤ 4 N C--C N
【详解】I.(1)同位素是质子数相同,中子数不同的同种元素不同原子的互称,因此互为同位素的是①④;
答案为①④;
(2)同素异形体是同种元素构成的不同结构的单质,互为同素异形体的是③;
答案为③
(3)氯化氢分子式为HCl,氢的三种原子与氯的两种原子两两组合,利用质量数近似等于相对原子质量,得到氯化氢的相对分子质量分别是36、38、37、39、40,有5种;
答案为5;
II.(1)NaOH为离子化合物,是由Na+和OH-组成,含有化学键为离子键和极性共价键,即NaOH的电子式为;
答案为;
(2)CO2为共价化合物,其结构式为O=C=O,因此表示CO2分子形成过程为;
答案为;
Ⅲ.①N2只含有非极性键,②H2O2的结构式为H-O-O-H,含有极性键和非极性键,③NH3只含有极性键,④Na2O属于离子化合物,只含有离子键,⑤NH4Cl是由NH4+和Cl-组成离子化合物,含有离子键和极性键,
(1)含有极性键和非极性键的是H2O2,即②;
答案为②;
(2)含有极性键的离子化合物是NH4Cl,即⑤;
答案为⑤;
(3)两个HF分子间形成氢键F-H…F,两个水分子间形成氢键O-H…F,HF与H2O分子间形成氢键F-H…O、O-H…F,HF的水溶液中存在的氢键形式有4种;
答案为4;
(4)C和N之间存在三键,且每个原子最外层均满足8电子稳定结构,即(CN)2的结构式为N C--C N;
答案为N C--C N。
【点睛】氢键的形成:①氢原子与电负性大、原子半径小的元素(N、O、F)形成共价键,②H与电负性大、原子半径小的元素(N、O、F)形成氢键。
25.(1) 同位素 同素异形体
(2) c be
(3) Zn-2e-=Zn2+ 正 0.5 二次 H2-2e-+2OH-=2H2O
【详解】(1) H、H、H互为三种原子核电荷数相同,中子数不同,互为同位素;O2、O3为同种元素形成的不同性质的单质,互为同素异形体;
(2)CaCl2为离子化合物,只含有离子键;KOH为离子化合物,含有离子键、氢氧根离子中含有氢氧极性共价键;He为单原子分子,不存在化学键;H2SO4为共价化合物,存在共价键;NH4Cl为离子化合物,有离子键、铵根离子中有共价键;金刚石为原子晶体,存在共价键。
①综上所述,其中不含化学键的物质是c;
②综上所述,既含有离子键又含有共价键的物质是be;
(3)①锌比铜活泼,锌做负极,发生氧化反应,极反应为Zn-2e-=Zn2+;原电池溶液中的H+向铜电极即正极移动;根据2H++2e-=H2↑可知,若1mol电子流过导线,产生氢气的量为0.5 mol;
②电池Ⅱ为铅蓄电池,可充电和放电,属于二次电池;
③电池Ⅲ是氢氧燃料电池,氢气做负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O