内容正文:
专题6 化学反应与能量变化
考点1 化学反应速率
考点2 影响化学反应速率的因素
考点3 化学反应的限度
考点4 化学平衡状态
考点5 放热反应与吸热反应
考点6 燃料燃烧释放的能量
考点7 氢燃料的应用前景
考点8 化学能转化为电能
考点9 化学电源
考点1 化学反应速率
1.下列关于反应速率的说法正确的是
A.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学方程式中,任何一种物质均可用v=表示该物质的化学反应速率
C.化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率
D.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同
【答案】D
【详解】A.对有明显现象的化学反应,反应速率越快,反应现象就越明显,对于没有明显现象的反应,反应速率快慢对反应现象影响很小,如中和反应等,故A错误;
B.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示,固体或纯液体的浓度视为常数,所以其变化量视为0,没有反应速率,故B错误;
C.化学反应速率指的是指平均速率,故C错误;
D.同一化学反应中,不同物质表示的化学速率可能数值不同,但表示的意义(快慢)相同,故D正确;
故选D。
2.一定温度下,在1L恒容密闭容器中发生反应:2HI(g)=H2(g)+I2(g)。测得2s内,HI 的物质的量由2mol减少到1.6mol,则用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为
A.0.2mol·L—1·s—1 B.0.3mol·L—1·s—1
C.0.4mol·L—1·s—1 D.2mol·L—1·s—1
【答案】A
【详解】用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为;
故选A。
3.反应,经,F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是
A.用E表示的反应速率是
B.在内的反应速率,用G表示是
C.在末的反应速率,用F表示是
D.分别用F、G、H表示的反应速率之比是
【答案】D
【详解】A.由方程式可知,E为浓度为定值的固体,不能用于表示反应的反应速率,故A错误;
B.由题意可知,2min时,F的浓度减少0.6mol/L,由方程式可知,2min 内G的反应速率 =0.2 mol/(L·min),故B错误;
C.化学反应速率是平均速率,不是瞬时速率,故C错误;
D.由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,分别用F、G、H表示的反应速率之比是,故D正确;
故选D。
4.对于化学反应,下列反应速率关系中,正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】化学反应速率之比等于化学系数之比,则根据方程式4W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)可知:
A.v(W):v(Z)=4:3,则,A错误;
B.v(X):v(Z)=2:3,则,B错误;
C.v(X):v(Y)=2:4=1:2,则,C正确;
D.v(W):v(X)=4:2=2:1,则,D错误;
答案选C。
5.在体积为4L的恒容密闭容器中合成氨,已知在时间内,氨的物质的量增加了6.4mol,在此时间内,用表示的平均反应速率是,则时间t是
A.2min B.3min C.4min D.6min
【答案】B
【详解】根据方程式可知,即,解得,故B项正确。
6.反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】统一单位后,化学反应速率与物质前的化学计量数之比越大,反应越快。
【详解】A. ,;
B.B为固体,一般不用固体物质变化的浓度表示反应的快慢;
C. ,;
D. ,;
根据化学反应速率与物质前的化学计量数之比越大,反应越快可知,反应最快的为C;
故答案为:C。
考点2 影响化学反应速率的因素
7.下列日常生活中的做法,与控制反应速率无关的是
A.用煤粉代替煤球 B.自制米酒控制温度
C.用冰箱冷藏食物 D.奶茶中添加甜味剂
【答案】D
【详解】A.用煤粉代替煤球,煤粉与空气的接触面积比煤球大得多。根据化学反应速率的影响因素,增大反应物的接触面积可以加快反应速率,A错误;
B.自制米酒时,温度是影响发酵反应速率的重要因素,不同的微生物发酵在适宜的温度范围内反应速率不同,控制温度能够调节米酒发酵的反应速率,B错误;
C.用冰箱冷藏食物,降低了温度,温度降低会使食物变质(如食物的氧化、微生物的生长繁殖等化学反应)的反应速率减慢,C错误;
D.奶茶中添加甜味剂是为了改变奶茶的口味,甜味剂的添加与奶茶中各种成分之间的化学反应速率没有直接关系,D正确;
故选D。
8.利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性:
B.测定化学反应速
C.验证对分解反应有催化作用
D.依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.硝酸和碳酸钙反应放出二氧化碳,证明非金属性,用碳酸氢钠除去二氧化碳中的硝酸蒸汽,把二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀,证明非金属性,A正确;
B.长颈漏斗气体逸出,应将长颈漏斗改为分液漏斗,B错误;
C.实验中有两个变量:温度和催化剂,故无法判断催化剂的作用,C错误:
D.该实验是根据高锰酸钾褪色时间来比较浓度对反应速率的影响,故应保证两试管中高锰酸钾的浓度和体积相同,并滴加等量且浓度不同的草酸溶液(需过量),D错误;
答案选A。
9.常温下,分别将四块形状相同,质量均为2g的铁片同时放入下列四种溶液中,产生气体速率最大的是
A.150mL 3mol/L盐酸 B.100mL 2mol/L硫酸
C.500mL 3mol/L盐酸 D.500mL 18.4mol/L硫酸
【答案】B
【详解】18.4mol/L的硫酸为浓硫酸,常温下,铁在其中会钝化,不产生气体,D项不正确;2mol/L的硫酸溶液中,3mol/L的盐酸中,故B项中氢离子浓度最大,产生气体的速率最大;
故选B。
10.利用某生物酶作做催化剂,可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.图示所有含氮微粒中N的化合价只有-3、0、+2、+4
B.循环过程中NH被NO2氧化为[(NH4)2(NO2)]2+
C.温度越高,脱除工厂废气的反应速率越快
D.该过程的总反应之一为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O
【答案】D
【详解】A.图示所有含氮微粒中,NH3、中N为-3价,N2中N为0价,NO中N为+2价,NO2中的N为4价,[(NH4)(HNO2)]+中N为+3价,因此N的化合价不是只有-3、0、+2、+4,A错误;
B.循环过程中NH、NO2结合为[(NH4)2(NO2)]2+,在反应过程中N元素化合价不变,因此不是发生了氧化反应,B错误;
C.该反应利用某生物酶作做催化剂,若温度越高,会导致催化剂失去其生理活性而失去催化作用,因此反而使脱除工厂废气的反应速率减慢,C错误;
D.根据图示可知:该过程发生的一个反应为NH3、NO2反应产生N2、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得该总反应方程为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O,D正确;
故合理选项是D。
11.将除去氧化膜的镁条放入少量稀盐酸中进行实验,测得氢气的产生速率(v)随时间(t)的变化情况如图所示,下列说法中不正确的是
A.镁条与稀盐酸反应的方程式:Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
B.t1→t2速率变化的主要原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高
C.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H+)下降
D.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行温度逐渐降低
【答案】D
【详解】A.镁条与稀盐酸反应生成氢气,方程式为Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑,故A正确;
B.t1→t2过程中,c(H+)逐渐减小,反应速率应该逐渐减小,但实际上反应速率逐渐增大,说明该反应过程中放热,体系的温度逐渐升高,且温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响,故B正确;
C.t2→t3过程中,c(H+)逐渐减小,溶液温度逐渐升高,所以t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H+)减小,故C正确;
D.Mg和稀盐酸的反应为放热反应,t2→t3过程中,c(H+)逐渐减小,溶液温度逐渐升高,但反应速率逐渐减小,说明浓度对反应速率的影响大于温度对反应速率的影响,所以t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行溶液浓度逐渐降低,故D错误;
故答案选D。
考点3 化学反应的限度
12.将的溶液和的溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验(已知遇到能产生蓝色沉淀,可用于的检验)。下列实验能说明溶液中存在化学平衡“”的是
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.①和② B.②和④ C.③和④ D.①
【答案】D
【详解】①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡“”, ①选;
②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成,溶液中过量,无论是否存在可逆反应,都会有黄色沉淀生成,不能说明反应存在平衡“”,②不选;
③无论反应是否存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入溶液均有蓝色沉淀生成,不能说明反应存在平衡“”,③不选;
④无论反应是否存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,不能证明存在平衡“”,④不选;
故选D。
13.在下列反应CO+H2O⇌CO2+H2中,加入C18O后,则18O存在于
A.只存在于CO和CO2中 B.只存在于CO2中
C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2
【答案】D
【详解】CO+H2O⇌CO2+H2是可逆反应,加入后C18O后,反应同时向正逆两个方向进行,18O存在于CO、H2O、CO2中。答案选D。
14.在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应: ,已知NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的初始浓度分别为 当反应达到平衡时,各物质的浓度不可能为
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】假设反应正向进行到底,则NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的浓度分别为 假设反应逆向进行到底,则NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的浓度分别为 而实际上反应为可逆反应,都是不能进行到底的,则极值都是不能取到的,以此解题。
【详解】A.根据分析可知,氨气浓度在~,A正确;
B.根据分析可知,水的浓度在~,B正确;
C.根据氮元素守恒可知,,C正确;
D.根据分析可知,氧气的最大浓度为,但是由于是可逆反应,则这个数值不能取到,D错误;
故选D。
考点4 化学平衡状态
15.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3,已达到平衡状态的是
A.1个N≡N键断裂的同时有3个H-H键断裂
B.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
C.1个N≡N键断裂的同时有6个N-H键形成
D.N2、H2、NH3的浓度不再变化
【答案】D
【详解】A.1个N≡N键断裂的同时有3个H-H键断裂,虽然变化量之比等于化学计量数之比,但反应进行的方向相同,则反应不一定达平衡状态,A不符合题意;
B.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2,可能是反应进行过程中的某个阶段,不一定是平衡状态,B不符合题意;
C.1个N≡N键断裂的同时有6个N-H键形成,虽然变化量之比等于化学计量数之比,但反应进行的方向相同,则反应不一定达平衡状态,C不符合题意;
D.N2、H2、NH3的浓度不再变化,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,D符合题意;
故选D。
16.一定条件下的密闭容器中,可逆反应,达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.的百分含量保持不变 B.完全转化为
C.正、逆反应速率均为零 D.、、的物质的量之比一定为
【答案】A
【详解】A.当的百分含量保持不变,化学反应达到化学平衡状态,A正确;
B.此反应为可逆反应,则不能完全转化为,B错误;
C.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等但不为零,C错误;
D.由于起始加入量未知,、、的物质的量之比为时不一定达到平衡状态,D错误;
故选A。
17.一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有个
①
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4molH-O键断裂的同时,有4molH-F键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
⑥混合气体的密度不再改变
⑦SiF4、H2O、HF的浓度之比为且不再改变
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】①由可知,不等于方程式的系数,不能表明该反应已达化学平衡状态,故①错误;
②SiF4的体积分数不再变化,说明各物质的物质的量浓度不再变化,反应达到平衡状态,故②正确;
③该反应为气体体积增大的反应,当容器内气体压强不再变化,说明气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,故③正确;
④平衡时有4 mol H- O键断裂表示正反应速率,有4 mol H- F键断裂表示逆反应速率,二者系数关系符合方程式,可以说明反应达到平衡状态,故④正确;
⑤容器体积不变,即混合气体的体积一直不变,则混合气体的体积不再变化,不能说明反应达到化学平衡,故⑤错误;
⑥根据,混合气体的体积保持不变,气体的质量发生变化,当气体的质量保持不变时,反应达平衡状态,故⑥正确;
⑦SiF4、H2O、HF的浓度之比为且不再改变,浓度之比不再改变能说明达到平衡状态,故⑦正确;
综上所述,②③④⑥⑦正确,故选C。
18.一定温度下,2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,10s时达到平衡。下列说法不正确的是
A.反应的化学方程式为:
B.时,Z和X浓度相等,正反应速率大于逆反应速率
C.当X的物质的量不再随时间而变化,此时正、逆反应速率相等,但不为零
D.从反应开始到10s内,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为
【答案】D
【详解】A.由图可知,X、Y为反应物,不能完全转化,该反应为可逆反应,Z为生成物,X、Y、Z的系数比为(1.2-0.41)mol:(1-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌2Z(g),A正确;
B.由图可知,反应正向建立平衡,t1时,Z和X浓度相等,反应未达平衡状态,故(正)>(逆),B正确;
C.由图可知,当X的物质的量不再随时间而变化,此时正、逆反应速率相等,但不为零,C正确;
D.由题干图像信息可知,反应开始到10s,用Z表示的反应速率为=0.079mol/(L•s),D错误;
故答案为:D。
19.已知:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),现将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,2 s后,C平衡时的浓度为0.5 mol·L−1,测得v(D)=0.25 mol·L−1·s−1,下列推断正确的是
A.v(C)=0.2 mol·L−1·s−1 B.z=1
C.B的转化率为25% D.在该外界条件,2 s时达到该反应的最大限度
【答案】D
【分析】2s后C平衡时的浓度为0.5 mol·L−1,根据三段式有:
【详解】A.由上述分析可知,,故A项错误;
B.反应速率之比等于化学计量数之比,,由此可知,z=2,故B项错误;
C.B的转化率为:,故C项错误;
D.在该外界条件,2 s时该反应达到平衡状态,达到该反应的最大限度,故D项正确;
故答案选D。
考点5 放热反应与吸热反应
20.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.碳酸氢钠与盐酸反应 B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D.铁与氯气在加热下反应
【答案】B
【详解】A.碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,是非氧化还原反应,A不符合题意;
B.灼热的炭与CO2的反应生成CO,是氧化还原反应也是吸热反应,B符合题意;
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应不是氧化还原反应,C不符合题意;
D.铁与氯气的反应是放热反应,D不符合题意;
答案选B。
21.工业合成氨为人类社会发展作出了巨大贡献。N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程变化示意图如下:
下列说法不正确的是
A.①→②没有化学键断裂 B.②→③是吸热过程
C.NH3分子中均含有非极性键 D.③→④表示N原子和H原子形成了NH3
【答案】C
【详解】A.由图可知,①→②为N2和H2吸附在催化剂表面,没有化学键的断裂,A正确;
B.由图可知,②→③化学键断裂,是吸热过程,B正确;
C.、分子中含有非极性键,NH3分子中只含有极性键,不含有非极性键,C错误;
D.由图可知,③→④表示N原子和H原子形成了NH3,D正确;
故选C。
22.化学反应均伴随着能量的变化,下列反应的能量变化规律与图示相符的有
①食物的腐败
②焦炭与水蒸气高温下反应
③盐酸与碳酸氢钠反应
④镁条溶于盐酸
⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应
⑥铝热反应
⑦过氧化氢分解
⑧生石灰加水制熟石灰
A.①②⑦ B.②⑤⑦ C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】C
【分析】由图可知,图示反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应。
【详解】①食物的腐败是放出热量的放热反应,故不符合题意;
②碳与水蒸气高温下的反应是吸收热量的吸热反应,故符合题意;
③盐酸与碳酸氢钠发生的反应时吸收热量的吸热反应,故符合题意;
④镁条溶于盐酸发生的反应是放出热量的放热反应,故不符合题意;
⑤氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸收热量的吸热反应,故符合题意;
⑥铝热反应是放出热量的放热反应,故不符合题意;
⑦过氧化氢分解是放出热量的放热反应,故不符合题意;
⑧生石灰加水制熟石灰是放出热量的放热反应,故不符合题意;
②③⑤符合题意,故选C。
23.“中国芯”的主要原料是单晶硅,“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。
下列有关描述正确的是
A.历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应
B.实际工业生产中,粗硅变为精硅的过程中有能量损耗
C.历程Ⅱ
D.历程Ⅲ的热化学方程式是:
【答案】B
【详解】A.由图可知,历程Ⅰ、Ⅱ中生成物总能量低于反应物总能量,均是放热反应,故A错误;
B.化学反应伴随着能量的变化,粗硅和精硅的成分不同,粗硅和精硅能量不同,则粗硅变为精硅的工业生产过程中有能量的损耗,故B正确;
C.历程Ⅱ中生成物总能量低于反应物,是放热反应,焓变小于0,故C错误;
D.历程Ⅲ中生成物总能量高于反应物,是吸热反应,焓变大于0,热化学方程式为,,故D错误;
故答案为:B。
25.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s)ΔH=-1.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是
A.金刚石比石墨更稳定
B.金刚石与石墨互为同位素
C.1 mol金刚石所具有的能量比1 mol石墨的高
D.相同条件下,1 mol石墨完全燃烧时放出的能量比1mol 金刚石放出的能量多
【答案】C
【详解】A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。石墨转化为金刚石时吸收能量,说明等质量的金刚石的能量比石墨高,则石墨比金刚石更稳定,故A错误;
B.金刚石与石墨是同种元素的不同单质,互为同素异形体,故B错误;
C.该反应为放热反应,所以1 mol金刚石所具有的能量比1 mol石墨的高,故C正确;
D.1 mol的金刚石比石墨含有的能量高,二者燃烧都产生CO2气体,则反应物的能量越高,其完全燃烧时放出的热量就越大,故相同条件下,1 mol金刚石完全燃烧时放出的能量比1mol石墨放出的能量多,故D错误;
故选C。
26.下列说法中正确的是
A.已知:C8H18的燃烧热(燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量)为11003kJ/mol,则101kPa时:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11003kJ/mol
B.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
C.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-38.6kJ/mol
D.已知S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2,则△H1<△H2
【答案】D
【详解】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;C8H18的燃烧热为11003kJ/mol,则101kPa时:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=-22006kJ/mol,故A错误;
B.需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,例如铝热反应为放热反应,故B错误;
C.该反应为可逆反应进行不完全,故如果0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中完全反应生成NH3(g),放热大于19.3kJ,,故C错误;
D.气态硫单质能量高于固态硫单质,故△H1放热更多,数值更负,故D正确;
故选D。
27.根据如图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是
和反应生成过程中的能量变化
A.转化为氮原子是一个放热过程
B.和的总焓比的总焓高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.的反应热
【答案】D
【详解】A.转化为氮原子,吸收热量,故A错误;
B.由图中数据可知,反应过程中放出的热量小于吸收的热量,该反应为吸热反应,则和 的总焓比的总焓低,故B错误;
C.由图可知,1mol分子中的化学键断裂时需要吸收能量,故C错误;
D.由上述分析可知,的反应热,故D正确;
故选D。
28.判断吸热反应与放热反应
(1)下列变化:
①铝片与稀盐酸的反应;②晶体与晶体混合反应;③浓硫酸溶于水;④氯酸钾分解制氧气:⑤生石灰与水反应生成熟石灰;⑥在中燃烧。
属于吸热反应的是 (填序号),属于放热反应的是 (填序号)。
(2)反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是_______。
A. B.
C. D.
(3)写出298K时,下列反应的热化学方程式:
①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7kJ 。
②16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量 。
③气体完全燃烧生成液态水和,放出99.6kJ的热量 。
【答案】(1) ②④ ①⑤⑥
(2)D
(3) HgO(s)= Hg (l)+ O2(g) S(s)+ O2(g)=SO2(g)
【详解】(1)①铝片与稀盐酸的反应为放热反应;②晶体与晶体混合反应为吸热反应;③浓硫酸溶于水是物理变化;④氯酸钾分解制氧气为吸热反应;⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应;⑥在中燃烧为放热反应。故属于吸热反应的是:②④,属于放热反应的是:①⑤⑥;
(2)A.图中①为放热反应,②为吸热反应,A不符合;
B.图中①为吸热反应,②为吸热反应,B不符合;
C.图中①为放热反应,②为放热反应,C不符合;
D.图中①为吸热反应,②为放热反应,D符合;
故选D。
(3)①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7kJ,热化学方程式为:HgO(s)= Hg (l)+ O2(g) ;
②16g固体硫的物质的量为,根据题意,1mol固体硫完全燃烧时放出 的热量,热化学方程式为:S(s)+ O2(g)=SO2(g) ;
③气体的物质的量为:,根据题意,1mol完全燃烧生成液态水和,放出的热量,热化学方程式为:。
考点6 燃料燃烧释放的能量
29.“开源节流”是应对能源危机的有效举措,下列做法有悖于能源“开源节流”的是
A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生
D.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
【答案】D
【详解】A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用,能应对能源危机,A项不符合题意;
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源,可充分利用资源,减少污染,符合开源节流的思想,B项不符合题意;
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生,做到能源的“开源节流”,C项不符合题意;
D.大力开采煤、石油和天然气,会增加环境污染,能源快速消耗,有悖于能源的“开源节流”,D项符合题意;
故答案选D。
30.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是
①煤 ②石油 ③天然气 ④氢能 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A.①②③④ B.④⑤⑥⑦ C.③④⑤⑦ D.③⑤⑥⑦
【答案】B
【详解】①煤、②石油、③天然气是化石能源,不能再生,且会产生污染,不属于新能源,④氢能、⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能符合未来新能源标准,属于新能源,故合理选项是B。
故选:B。
31.0.5mol完全燃烧生成和液态时,放出445kJ热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.0.5mol完全燃烧生成和液态时放出445kJ热量,热化学方程式中水的状态不是液体,故A错误;
B.1mol甲烷完全燃烧生成和液态时放出的热量为445kJ÷0.5=890kJ,此反应是放热反应,即ΔH<0,故B错误;
C.2mol甲烷完全燃烧和液态时放出的热量为(445kJ÷0.5)×2=1780kJ,此反应是放热反应,即ΔH<0,,故C正确;
D.热化学方程式中水的状态不是液体,若生成气态水,则放出的热量会放变少,故D错误;
选C。
32.能源的开发、利用与人类社会息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
(1)下列列举的能源中属于新能源的是 (填标号)。
a.煤炭 b.氢能 c.风能 d.地热能 e.太阳能 f.天然气
(2)与均能发生反应。
①在中燃烧生成水的过程中,能量转化的主要形式为 转化为 。
②与反应生成过程中的能量变化示意图如图1。
由图1可知:断裂中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 ;形成中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
③与反应生成过程中的能量变化示意图如图2。
由图2可知:的正向反应为 (填“吸热”或“放热”)反应;当反应中有完全转化为时, (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
【答案】(1)bcde
(2) 化学能 热能 吸收 154 放出 565 放热 吸收 13.24
【详解】(1)新能源是指无污染、可以持续利用的能源,包括太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等;则下列列举的能源中属于新能源的是bcde。
(2)①在中燃烧生成水时放热,则能量转化的主要形式为化学能转化为热能。
②由图1可知:断裂中的化学键需要吸收的能量为154;形成中的化学键需要放出能量为565。
③由图2可知:的正向反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量时,则正反应为放热反应;的正向反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量时,则正反应为吸热反应,且1mol固体碘单质完全反应转化为时,吸收能量为26.48,则当反应中有完全转化为时,吸收的能量为。
考点7 氢燃料的应用前景
33.为什么说氢气是最理想的“绿色燃料” ?它有哪些方面的具体应用 ?
【答案】 氢气燃烧生成水,产物无污染 氢能源电动车
【详解】氢气是最理想的“绿色燃料”理由是:氢气燃烧生成水,产物无污染;氢能可应用在氢能源电动车。
34.氢燃料面临的问题和解决方法
(1) 和 是氢燃料大规模使用面临的课题。将太阳能转化为电能,再将水催化电解获得氢气,最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。
(2)贮氢合金是解决氢气贮存问题的新的方向。贮氢合金在一定条件下吸收氢气形成 ,在加热时又可释放出氢气。
【答案】(1) 制氢 储氢
(2)金属氢化物
【详解】(1)氢气燃烧只生成水,对环境无污染,符合“低碳”原则,是一种非常理想的洁净燃料,但目前氢能的大规模使用受到限制,即制氢和储氢制氢是氢燃料大规模使用面临的课题。将太阳能转化为电能,再将水催化电解获得氢气,最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。
(2)贮氢合金是解决氢气贮存问题的新的方向。贮氢合金在一定条件下吸收氢气形成金属氢化物,在加热时又可释放出氢气。
考点8 化学能转化为电能
35.下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
电动车充电
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.风力发电是风能转化为电能,故A不符合题意;
B.水果电池是将化学能转化为电能,故B符合题意;
C.燃料燃烧是将化学能变为热能,故C不符合题意;
D.电动车充电是将电能变为化学能,故D不符合题意;
故选B。
36.国庆前夕,某高一学生利用化学知识做成了一个简易电池,替换了生日贺卡中的纽扣电池,并成功为国歌唱。这一电池中涉及的化学反应,最大可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】自发的氧化还原可以设计成原电池,BCD中反应均不是氧化还原反应,不能设计成原电池装置,A为自发的氧化还原可以设计成原电池;
故选A。
37.下列装置中能够组成原电池的有
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】A
【详解】①缺一个电极,故不能构成原电池;
②电极相同,故不能构成原电池;
③能构成原电池;
④酒精为非电解质,故不能构成原电池;
⑤能构成原电池;
⑥不能形成闭合回路,故不能构成原电池;
综上,③⑤能形成原电池;
答案选A。
38.某小组同学进行如下实验:
实验序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验装置
实验现象
锌片表面有气泡
铜片表面没有气泡
锌片和铜片表面均有气泡
溶液颜色均无变化
下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ中发生反应:
B.由实验Ⅰ可知,金属活动性:
C.实验Ⅱ中电子移动方向:铜片→导线→锌片
D.实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同
【答案】C
【分析】实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不与稀硫酸反应;实验Ⅱ中锌、铜在稀硫酸中构成原电池,锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锌离子,铜为正极,氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气。
【详解】A.由分析可知,实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的离子方程式为,故A正确;
B.由分析可知,实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不与稀硫酸反应,说明锌的金属性强于铜,故B正确;
C.由分析可知,实验Ⅱ中锌为原电池的负极,铜为正极,电子移动方向:锌片→导线→铜片,故C错误;
D.由实验现象可知,实验Ⅰ中锌片表面有气泡,实验Ⅱ中锌片和铜片表面均有气泡说明实验Ⅰ和Ⅱ中氢离子得电子的位置不完全相同,故D正确;
故选C。
39.下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中,能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】Ⅰ中铁离子得到电子发生还原反应、铜失去电子发生氧化反应从而构成原电池,总反应为;对于双液原电池(Ⅱ),负极(Cu)对应电解质溶液为负极金属对应阳离子的盐(硫酸铜)溶液;正极可选用比负极活泼性弱的金属(Pt)或导电非金属(C),正极对应的电解质溶液为与负极发生氧化还原反应的电解质(氯化铁)溶液。
【详解】A.根据分析,a极选用Fe,其活泼性强于Cu,不符合题意,故A项错误;
B.根据分析,a极选用Zn,其活泼性强于Cu,且X溶液应为含Cu2+的盐溶液,故B项错误;
C.根据分析,a极选用Pt,其活泼性弱于Cu,且电解质溶液均符合要求,故C项正确;
D.a极选用碳棒符合题意,X、Y电解质溶液应分别为CuSO4、FeCl3溶液,故D项错误。
故选C。
40.下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象,其中a、b、c、d为金属电极,由此可判断四种金属的活动性顺序是
①a表面出现气泡,b无变化
②溶液中的向c极移动
③d极溶解,c极有气体产生
④电流从a极流向d极
A.b>c>d>a B.d>a>b>c C.a>b>c>d D.a>b>d>c
【答案】B
【详解】
①没有构成原电池,a表面出现气泡,b无变化,说明a能与稀硫酸反应、b不能反应,则活泼性:a>b;
②构成原电池,溶液中的向c极移动,c是正极,b是负极,则活泼性:b>c;
③构成原电池,d极溶解,c极有气体产生,d是负极,c是正极,活泼性:d>c;
④构成原电池,电流从a极流向d极,a是正极,d是负极,活泼性:d>a;
所以活泼性d>a>b>c,选B。
41.一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。
(1)铝是该电池的 (填“正”或“负”)极。Al片上发生的电极反应为 。Cu片上发生的电极反应为 。能证明化学能转化为电能的实验现象为 。
(2)装置中稀硫酸的作用是___________。
A.电极材料 B.电极反应物 C.电子导体 D.离子导体
(3)从化学的角度分析该装置能产生电流的原因是 。
(4)请将Zn+Cu2+=Zn2++Cu,设计成原电池装置,并注明正、负极材料及电解质溶液。
【答案】(1) 负 Al-3e-=Al3+ 2H++2e-=H2 电流表的指针发生偏转
(2)BD
(3)负极反应物Al失电子(Al-3e-=Al3+),外电路中,电子从铝片流向铜片,正极反应物H+得电子(2H++2e-=H2);内电路中,H+向铜片移动,SO向铝片移动;形成闭合回路
(4)
【分析】装置图中活泼性不同的电极中,Al为原电池负极失电子发生氧化反应,溶液中氢离子在正极上得到电子发生还原反应生成氢气,电子流向是负极到电流表,再到正极,电解质中氢离子向正极移动,硫酸根向负极移动;
【详解】(1)Al是该电池的负极,Al片上发生的电极反应为:Al-3e-═Al3+,Cu片上发生的电极反应为:2H++2e-═H2↑,能证明化学能转化为电能的实验现象为:电流表的指针发生偏转;
(2)装置中稀硫酸的作用是:电极反应物,溶液中氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,做离子导体,阴阳离子定向移动形成闭合回路,故答案为:BD;
(3)从化学的角度分析该装置能产生电流的原因是:负极反应物Al失电子(Al-3e-═Al3+),外电路中,电子从铝片流向铜片,正极反应物H+得电子(2H++2e-═H2);内电路中,H+向铜片移动,SO2-4向铝片移动;形成闭合回路;
(4)
Zn+Cu2+═Zn2++Cu,设计成原电池装置,Zn+Cu2+═Zn2++Cu,设计成原电池装置,反应中Zn失电子发生氧化反应,负极为Zn,正极选择铜,电解质溶液选择硫酸铜溶液做离子导体,外电路中用导线连接电极形成电子导体,装置图为:。
考点9 化学电源
42.酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A.石墨作电池的负极材料 B.锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+
C.发生氧化反应 D.电池工作时,NH向负极方向移动
【答案】B
【分析】锌锰干电池属于一次 电池,其中锌筒为负极,石墨棒为正极,氯化铵糊为电解质溶液,据此回答。
【详解】A.酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨电极为正极,故A错误;
B.锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-=Zn2+,故B正确;
C.发生得电子的还原反应,故C错误;
D.原电池工作时,阳离子向正极(石墨电极)方向移动,故D错误;
故选B。
43.汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池,其工作原理为,下列说法正确的是
A.电池充电时将化学能转化为电能
B.电池放电时,Pb作负极
C.电池放电时,向负极迁移
D.电池放电时,正极反应式为
【答案】B
【详解】A.电池充电时将电能转化为化学能,故A项错误;
B.电池放电时,为原电池,Pb失电子生成硫酸铅,则Pb作负极,故B项正确;
C.电池放电时,阳离子移向正极,即由负极向正极迁移,故C项错误;
D.电池放电时,PbO2发生还原反应生成硫酸铅,正极反应式为:,故D项错误;
故本题选B。
44.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用,下列说法错误的是
图Ⅰ原电池
图Ⅱ碱性锌锰电池
图Ⅲ铅酸蓄电池
图Ⅳ银锌纽扣电池
A.图Ⅰ:向铁电极方向移动
B.图Ⅱ:碱性锌锰电池比普通锌锰电池的比能量有所提高
C.图Ⅲ:电池放电过程中,正负极质量均增加
D.图Ⅳ:电池使用时,正极附近溶液pH减小
【答案】D
【详解】A.铁较铜活泼,铁为负极,原电池中阴离子向负极移动,向Fe电极方向移动,A正确;
B.碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大,能量高,B正确;
C.电池放电过程中,负极反应为,则负极质量不断增加;正极反应为:,正极质量也不断增加,C正确;
D.正极的氧化银得到电子发生还原反应生成银,电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,附近溶液碱性增强,pH变大,D错误;
故选D。
45.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,其电池构造如图所示。下列说法正确的是
A.电极b通入氧气,转移电子
B.电子移动方向:金属电动机→金属溶液→金属a
C.电池工作时,电解质溶液中移向a极
D.负极的电极反应式为
【答案】C
【分析】该氢氧碱性燃料电池工作时,通入氢气的多孔金属a电极为电源的负极,发生氧化反应,碱性条件下负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,通入氧气的多孔金属b电极为原电池的正极,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,放电时阳离子移向正极b、阴离子移向负极a,据此分析回答。
【详解】A.气体的存在状态未已知,不能根据氧气的体积计算转移电子的物质的量,故A错误;
B.由分析可知,a为负极,b为正极,电子移动方向:金属电动机→金属,故B错误;
C.由分析可知,a为负极,b为正极,电池工作时,阴离子向负极移动,电解质溶液中移向a极,C正确;
D.通入氢气的多孔金属a电极为电源的负极,发生氧化反应,碱性条件下负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,D错误;
故选C。
46.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池放电时总反应式为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是
A.电池放电时,能量转化率可达到100%
B.Li是负极,电极反应为Li-e-=Li+
C.MnO2是正极,发生氧化反应
D.电池放电时外电路电子流向锂电极
【答案】B
【分析】根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2,失电子的金属Li为负极,电极反应为:Li-e-=Li+,MnO2是正极,电极反应为MnO2+e-=Mn,据此分析。
【详解】A.电池中部分化学能转化为热能,则化学能不可能100%转化为电能,故A错误;
B.失电子的金属Li为负极,电极反应为:Li-e-=Li+,故B正确;
C.MnO2是正极,得电子发生还原反应,故C错误;
D.锂电极失电子,是电子流出的一极,故D错误;
答案选B。
47.通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.Pt电极上发生的是氧化反应
B.NiO电极上的电极反应式为NO+O2−−2e− = NO2
C.外电路中,电子从Pt电极流向NiO电极
D.22.4LO2参加反应,理论上转移电子为4NA个
【答案】B
【详解】A.由O2−移动方向可知,Pt为正极,正极上发生还原反应,A错误;
B.NiO电极上,NO转变为NO2,电极反应式为NO+O2−−2e− = NO2,B正确;
C.外电路中,电子由负极流向正极,所以是由NiO电极流向Pt电极,C错误;
D.22.4LO2,未指明标准状况,不能按标况下的气体摩尔体积计算,D错误;
故选B。
48.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:
(1)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,则铜电极上的现象为 ;溶液中的移向 (填“Cu”或“Zn”)电极。
(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则电子从 (填“Cu”或“Ag”)电极流出,Ag电极上的电极反应为 。
(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,则X为 极(填“正”或“负”),电池的总反应为 。
(4)若将Mg与Al电极插入氢氧化钠溶液中,则负极为 ,负极反应为 。
(5)若把反应利用上图设计成原电池,则X为 (填材料的名称),Y为 (填化学式)。
(6)稀硫酸与锌片制取氢气的反应中,加入少量硫酸铜可加快反应速率,为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验,将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需时间。
A
B
C
D
E
F
40
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
30
10
0
① , 。
②实验证明,加入少量的硫酸铜可以加快反应速率其原因为 ,当硫酸铜超过一定量时,生成氢气的速率却会下降其原因为 。
【答案】(1) 有气泡产生 Zn
(2) Cu
(3) 正
(4) Al Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-
(5) 银(或石墨等其它合理答案) 、或
(6) 20mL 27.5mL 形成铜锌原电池,加快反应速率 当加入一定量的CuSO4后,生成的Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积,使得生成氢气的速率下降
【详解】(1)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,可知Zn为原电池的负极,铜电极为正极,氢离子在正极上得到电子,产生氢气,可以看到的现象有气泡产生;溶液中的移向负极,即Zn电极,故答案为:有气泡产生;Zn;
(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,因为活泼性:Cu>Ag,则铜为原电池的负极,银为正极,则电子从Cu电极流出;Ag电极上,银离子得电子,生成Ag,电极反应为,故答案为:Cu;;
(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,因为室温下,铁与浓硝酸反应钝化反应,铜可以反应,则铜为负极,铁为正极,即X为正极;该电池的总反应为铜与浓硝酸反应,生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:,故答案为:正;;
(4)将Mg与Al电极插入氢氧化钠溶液中,Al与氢氧化钠发生反应生成四羟基合铝酸钠和氢气;负极为Al,发生的电极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-;
(5)若把反应利用上图设计成原电池,该反应中,铜失电子,做电池的负极,则X为正极,电极材料比铜活动性差,材料可以为银(或石墨等其它合理答案);电解质在正极上得到电子,即Y中含有铁离子,可以为、或,故答案为:银(或石墨等其它合理答案);、或。
(6)①要对比试验效果,除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为40mL,那么其它组硫酸量也都为40mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜30mL,水为0,那么总量为30mL,则V6=30mL-10mL=20mL,V9=30mL-2.5mL=27.5mL;
②锌置换出铜,形成铜锌原电池,加快反应速率;因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降;
49.原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题:
(1)以镁片、铝片为电极,溶液为电解质溶液构成的原电池装置如图。
①镁片是原电池的 极,发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②写出铝片上发生的电极反应: 。
③将上述装置中的溶液换成稀硫酸,镁片处可观察到的现象为 。
(2)为减少汽车尾气污染,生活中的交通工具逐步向着新能源汽车发展。比如人们乘坐以氢燃料电池(装置如图所示,电极均为石墨电极,总反应为为动力源的公交车绿色出行,减少碳排放。
①电子移动方向:电极 (填“a”或“b”) 电极 (填“a”或“b”)。
②电池工作时,移向电极 (填“a”或“b”),电池工作一段时间后,电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“无变化”)。
(3)某种甲烷—氧气燃料电池装置如图,其中质子交换膜只允许通过。
①气体a为 (填“”或“”)。
②若电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
【答案】(1) 正 还原 镁片逐渐溶解
(2) a 负载 b a 减小
(3) 11.2
【详解】(1)以镁片、铝片为电极,溶液为电解质溶液构成的原电池装置中,自发的氧化还原反应为,铝元素化合价升高发生氧化反应,所以铝片为负极、镁片为正极。
①镁片是原电池的正极,正极发生还原反应;
②铝片为负极,发生氧化反应,其电极反应为;
③将上述装置中的溶液换成稀硫酸,自发的氧化还原反应为,则镁片处可观察到的现象为镁片逐渐溶解;
(2)燃料电池中,通燃料的电极为负极、通氧气的电极为正极,所以电极a为负极、电极b为正极。
①原电池中电子由负极流出经过负载流入正极,所以电子移动方向:电极a负载电极b;
②电池工作时,向负极移动,即移向电极a;电池总反应为,生成了水,电池工作一段时间后,电解质溶液的浓度减小;
(3)甲烷—氧气燃料电池中向正极定向移动,所以电极c为负极、电极d为正极。负极通燃料、正极通氧气。
①电极c为负极,负极通燃料,所以气体a为;
②正极反应式为,若电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5mol,在标准状况下的体积为0.5×22.4=11.2L。
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专题6 化学反应与能量变化
考点1 化学反应速率
考点2 影响化学反应速率的因素
考点3 化学反应的限度
考点4 化学平衡状态
考点5 放热反应与吸热反应
考点6 燃料燃烧释放的能量
考点7 氢燃料的应用前景
考点8 化学能转化为电能
考点9 化学电源
考点1 化学反应速率
1.下列关于反应速率的说法正确的是
A.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学方程式中,任何一种物质均可用v=表示该物质的化学反应速率
C.化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率
D.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同
2.一定温度下,在1L恒容密闭容器中发生反应:2HI(g)=H2(g)+I2(g)。测得2s内,HI 的物质的量由2mol减少到1.6mol,则用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为
A.0.2mol·L—1·s—1 B.0.3mol·L—1·s—1
C.0.4mol·L—1·s—1 D.2mol·L—1·s—1
3.反应,经,F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是
A.用E表示的反应速率是
B.在内的反应速率,用G表示是
C.在末的反应速率,用F表示是
D.分别用F、G、H表示的反应速率之比是
4.对于化学反应,下列反应速率关系中,正确的是
A. B. C. D.
5.在体积为4L的恒容密闭容器中合成氨,已知在时间内,氨的物质的量增加了6.4mol,在此时间内,用表示的平均反应速率是,则时间t是
A.2min B.3min C.4min D.6min
6.反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
考点2 影响化学反应速率的因素
7.下列日常生活中的做法,与控制反应速率无关的是
A.用煤粉代替煤球 B.自制米酒控制温度
C.用冰箱冷藏食物 D.奶茶中添加甜味剂
8.利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性:
B.测定化学反应速
C.验证对分解反应有催化作用
D.依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影
A.A B.B C.C D.D
9.常温下,分别将四块形状相同,质量均为2g的铁片同时放入下列四种溶液中,产生气体速率最大的是
A.150mL 3mol/L盐酸 B.100mL 2mol/L硫酸
C.500mL 3mol/L盐酸 D.500mL 18.4mol/L硫酸
10.利用某生物酶作做催化剂,可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.图示所有含氮微粒中N的化合价只有-3、0、+2、+4
B.循环过程中NH被NO2氧化为[(NH4)2(NO2)]2+
C.温度越高,脱除工厂废气的反应速率越快
D.该过程的总反应之一为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O
11.将除去氧化膜的镁条放入少量稀盐酸中进行实验,测得氢气的产生速率(v)随时间(t)的变化情况如图所示,下列说法中不正确的是
A.镁条与稀盐酸反应的方程式:Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
B.t1→t2速率变化的主要原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高
C.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H+)下降
D.t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行温度逐渐降低
考点3 化学反应的限度
12.将的溶液和的溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验(已知遇到能产生蓝色沉淀,可用于的检验)。下列实验能说明溶液中存在化学平衡“”的是
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.①和② B.②和④ C.③和④ D.①
13.在下列反应CO+H2O⇌CO2+H2中,加入C18O后,则18O存在于
A.只存在于CO和CO2中 B.只存在于CO2中
C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2
14.在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应: ,已知NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)的初始浓度分别为 当反应达到平衡时,各物质的浓度不可能为
A.
B.
C.
D.
考点4 化学平衡状态
15.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3,已达到平衡状态的是
A.1个N≡N键断裂的同时有3个H-H键断裂
B.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
C.1个N≡N键断裂的同时有6个N-H键形成
D.N2、H2、NH3的浓度不再变化
16.一定条件下的密闭容器中,可逆反应,达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.的百分含量保持不变 B.完全转化为
C.正、逆反应速率均为零 D.、、的物质的量之比一定为
17.一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有个
①
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4molH-O键断裂的同时,有4molH-F键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
⑥混合气体的密度不再改变
⑦SiF4、H2O、HF的浓度之比为且不再改变
A.3 B.4 C.5 D.6
18.一定温度下,2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,10s时达到平衡。下列说法不正确的是
A.反应的化学方程式为:
B.时,Z和X浓度相等,正反应速率大于逆反应速率
C.当X的物质的量不再随时间而变化,此时正、逆反应速率相等,但不为零
D.从反应开始到10s内,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为
19.已知:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),现将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,2 s后,C平衡时的浓度为0.5 mol·L−1,测得v(D)=0.25 mol·L−1·s−1,下列推断正确的是
A.v(C)=0.2 mol·L−1·s−1 B.z=1
C.B的转化率为25% D.在该外界条件,2 s时达到该反应的最大限度
考点5 放热反应与吸热反应
20.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.碳酸氢钠与盐酸反应 B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D.铁与氯气在加热下反应
21.工业合成氨为人类社会发展作出了巨大贡献。N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程变化示意图如下:
下列说法不正确的是
A.①→②没有化学键断裂 B.②→③是吸热过程
C.NH3分子中均含有非极性键 D.③→④表示N原子和H原子形成了NH3
22.化学反应均伴随着能量的变化,下列反应的能量变化规律与图示相符的有
①食物的腐败
②焦炭与水蒸气高温下反应
③盐酸与碳酸氢钠反应
④镁条溶于盐酸
⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应
⑥铝热反应
⑦过氧化氢分解
⑧生石灰加水制熟石灰
A.①②⑦ B.②⑤⑦ C.②③⑤ D.③⑤⑥
23.“中国芯”的主要原料是单晶硅,“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。
下列有关描述正确的是
A.历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应
B.实际工业生产中,粗硅变为精硅的过程中有能量损耗
C.历程Ⅱ
D.历程Ⅲ的热化学方程式是:
25.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s)ΔH=-1.9 kJ·mol-1,下列说法正确的是
A.金刚石比石墨更稳定
B.金刚石与石墨互为同位素
C.1 mol金刚石所具有的能量比1 mol石墨的高
D.相同条件下,1 mol石墨完全燃烧时放出的能量比1mol 金刚石放出的能量多
26.下列说法中正确的是
A.已知:C8H18的燃烧热(燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量)为11003kJ/mol,则101kPa时:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11003kJ/mol
B.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
C.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-38.6kJ/mol
D.已知S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1;S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2,则△H1<△H2
27.根据如图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是
和反应生成过程中的能量变化
A.转化为氮原子是一个放热过程
B.和的总焓比的总焓高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.的反应热
28.判断吸热反应与放热反应
(1)下列变化:
①铝片与稀盐酸的反应;②晶体与晶体混合反应;③浓硫酸溶于水;④氯酸钾分解制氧气:⑤生石灰与水反应生成熟石灰;⑥在中燃烧。
属于吸热反应的是 (填序号),属于放热反应的是 (填序号)。
(2)反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热);②X→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是_______。
A. B.
C. D.
(3)写出298K时,下列反应的热化学方程式:
①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7kJ 。
②16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量 。
③气体完全燃烧生成液态水和,放出99.6kJ的热量 。
考点6 燃料燃烧释放的能量
29.“开源节流”是应对能源危机的有效举措,下列做法有悖于能源“开源节流”的是
A.开发海洋能、生物质能等新能源,减少化石燃料使用
B.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
C.减少资源消耗,增加资源的重复利用,注重资源的循环再生
D.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
30.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是
①煤 ②石油 ③天然气 ④氢能 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A.①②③④ B.④⑤⑥⑦ C.③④⑤⑦ D.③⑤⑥⑦
31.0.5mol完全燃烧生成和液态时,放出445kJ热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
32.能源的开发、利用与人类社会息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
(1)下列列举的能源中属于新能源的是 (填标号)。
a.煤炭 b.氢能 c.风能 d.地热能 e.太阳能 f.天然气
(2)与均能发生反应。
①在中燃烧生成水的过程中,能量转化的主要形式为 转化为 。
②与反应生成过程中的能量变化示意图如图1。
由图1可知:断裂中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 ;形成中的化学键需要 (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
③与反应生成过程中的能量变化示意图如图2。
由图2可知:的正向反应为 (填“吸热”或“放热”)反应;当反应中有完全转化为时, (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
考点7 氢燃料的应用前景
33.为什么说氢气是最理想的“绿色燃料” ?它有哪些方面的具体应用 ?
34.氢燃料面临的问题和解决方法
(1) 和 是氢燃料大规模使用面临的课题。将太阳能转化为电能,再将水催化电解获得氢气,最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。
(2)贮氢合金是解决氢气贮存问题的新的方向。贮氢合金在一定条件下吸收氢气形成 ,在加热时又可释放出氢气。
考点8 化学能转化为电能
35.下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
电动车充电
A.A B.B C.C D.D
36.国庆前夕,某高一学生利用化学知识做成了一个简易电池,替换了生日贺卡中的纽扣电池,并成功为国歌唱。这一电池中涉及的化学反应,最大可能是
A. B.
C. D.
37.下列装置中能够组成原电池的有
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
38.某小组同学进行如下实验:
实验序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验装置
实验现象
锌片表面有气泡
铜片表面没有气泡
锌片和铜片表面均有气泡
溶液颜色均无变化
下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ中发生反应:
B.由实验Ⅰ可知,金属活动性:
C.实验Ⅱ中电子移动方向:铜片→导线→锌片
D.实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同
39.下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中,能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
A.A B.B C.C D.D
40.下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象,其中a、b、c、d为金属电极,由此可判断四种金属的活动性顺序是
①a表面出现气泡,b无变化
②溶液中的向c极移动
③d极溶解,c极有气体产生
④电流从a极流向d极
A.b>c>d>a B.d>a>b>c C.a>b>c>d D.a>b>d>c
41.一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。
(1)铝是该电池的 (填“正”或“负”)极。Al片上发生的电极反应为 。Cu片上发生的电极反应为 。能证明化学能转化为电能的实验现象为 。
(2)装置中稀硫酸的作用是___________。
A.电极材料 B.电极反应物 C.电子导体 D.离子导体
(3)从化学的角度分析该装置能产生电流的原因是 。
(4)请将Zn+Cu2+=Zn2++Cu,设计成原电池装置,并注明正、负极材料及电解质溶液。
考点9 化学电源
42.酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A.石墨作电池的负极材料 B.锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+
C.发生氧化反应 D.电池工作时,NH向负极方向移动
43.汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池,其工作原理为,下列说法正确的是
A.电池充电时将化学能转化为电能
B.电池放电时,Pb作负极
C.电池放电时,向负极迁移
D.电池放电时,正极反应式为
44.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用,下列说法错误的是
图Ⅰ原电池
图Ⅱ碱性锌锰电池
图Ⅲ铅酸蓄电池
图Ⅳ银锌纽扣电池
A.图Ⅰ:向铁电极方向移动
B.图Ⅱ:碱性锌锰电池比普通锌锰电池的比能量有所提高
C.图Ⅲ:电池放电过程中,正负极质量均增加
D.图Ⅳ:电池使用时,正极附近溶液pH减小
45.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,其电池构造如图所示。下列说法正确的是
A.电极b通入氧气,转移电子
B.电子移动方向:金属电动机→金属溶液→金属a
C.电池工作时,电解质溶液中移向a极
D.负极的电极反应式为
46.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池放电时总反应式为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是
A.电池放电时,能量转化率可达到100%
B.Li是负极,电极反应为Li-e-=Li+
C.MnO2是正极,发生氧化反应
D.电池放电时外电路电子流向锂电极
47.通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.Pt电极上发生的是氧化反应
B.NiO电极上的电极反应式为NO+O2−−2e− = NO2
C.外电路中,电子从Pt电极流向NiO电极
D.22.4LO2参加反应,理论上转移电子为4NA个
48.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:
(1)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,则铜电极上的现象为 ;溶液中的移向 (填“Cu”或“Zn”)电极。
(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则电子从 (填“Cu”或“Ag”)电极流出,Ag电极上的电极反应为 。
(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,则X为 极(填“正”或“负”),电池的总反应为 。
(4)若将Mg与Al电极插入氢氧化钠溶液中,则负极为 ,负极反应为 。
(5)若把反应利用上图设计成原电池,则X为 (填材料的名称),Y为 (填化学式)。
(6)稀硫酸与锌片制取氢气的反应中,加入少量硫酸铜可加快反应速率,为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验,将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需时间。
A
B
C
D
E
F
40
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
30
10
0
① , 。
②实验证明,加入少量的硫酸铜可以加快反应速率其原因为 ,当硫酸铜超过一定量时,生成氢气的速率却会下降其原因为 。
49.原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题:
(1)以镁片、铝片为电极,溶液为电解质溶液构成的原电池装置如图。
①镁片是原电池的 极,发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②写出铝片上发生的电极反应: 。
③将上述装置中的溶液换成稀硫酸,镁片处可观察到的现象为 。
(2)为减少汽车尾气污染,生活中的交通工具逐步向着新能源汽车发展。比如人们乘坐以氢燃料电池(装置如图所示,电极均为石墨电极,总反应为为动力源的公交车绿色出行,减少碳排放。
①电子移动方向:电极 (填“a”或“b”) 电极 (填“a”或“b”)。
②电池工作时,移向电极 (填“a”或“b”),电池工作一段时间后,电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“无变化”)。
(3)某种甲烷—氧气燃料电池装置如图,其中质子交换膜只允许通过。
①气体a为 (填“”或“”)。
②若电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
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