内容正文:
第六章 化学反应与能量
考点1 化学反应与能量转化
考点2 原电池
考点3 化学电源
考点4 化学反应与电能综合
考点5 化学反应速率
考点6 影响速率的因素
考点7 化学平衡
考点8 综合练习
考点1 化学反应与能量
1.下列过程中吸收热量的是
A.甲烷的燃烧 B.浓硫酸的稀释
C.与反应 D.氢氧化钠固体与盐酸混合
2.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气,化学反应原理是,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.形成键放出能量
B.断开键放出能量
C.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.转变成的过程是一个吸收能量的过程
3.以下化学反应与能量转化主要形式对应错误的是
选项
化学反应
能量转化主要形式
A
化学能转化为热能
B
化学能转化为电能
C
热能转化为化学能
D
光能转化为化学能
4.各种形式的能量转换为生活提供便利,下列选项主要依靠化学能转化为热能的是
A.自热速食米饭 B.太阳能电池光伏发电
C.公路上行驶的新能源汽车 D.捏破内袋瞬间降温的一次性速冷冰袋
5.化学科技工作者设计了如下研究方案以实现物质的综合利用。下列说法正确的是
A.是离子化合物 B.只含有非极性共价键
C.只含有离子键 D.该研究过程中只涉及光能转变为化学能
考点2 原电池
6.下列装置中,可形成原电池的是
A. B. C. D.
7.理论上,下列反应不能设计成原电池的是
A. B.
C. D.
8.如图是用化学电源使灯发光的装置。下列说法错误的是
A.铜片表面有气泡生成
B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动
D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
9.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
考点3 化学电源
10.化学与生产、生活密切相关,下列说法中错误的是
A.陶瓷的主要原料是黏土,陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等
B.“天和”核心舱腔体使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
C.风力发电可以减少对化石燃料的依赖,发电时机械能转化为电能、热能
D.废旧电池中含有重金属,属于有害垃圾,故采用深挖填埋的方式处理
11.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是
A.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
B.锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
C.氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减少,正极质量增加
考点4 化学反应与电能综合
12.某研究小组探究原电池的原理并进行实验。
(1)下列反应中,可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是(选填序号) 。
① ②
③ ④
(2)甲同学用导线将电流表与片、片相连接,插入盛有稀硫酸的烧杯中进行实验Ⅰ,如图1所示。
①能证明化学能转化为电能的实验现象是:电流表指针偏转、 。
②从构成原电池的基本要素来看,的作用是(选填序号,下同) ,稀硫酸的作用是 。
a.电极反应物 b.电极材料 c.离子导体 d.电子导体
(3)乙同学想利用反应设计一个原电池,请在图2上标明所使用的用品 。
(4)氢氧燃料电池是一种新型发电装置(如图3所示),下列叙述不正确的是 。
a.通氢气的一极是正极,发生氧化反应
b.电子由电极经溶液流向电极
c.总反应为
13.化学反应是人类获取能量的重要途径,我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。
Ⅰ.回答下列问题:
(1)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表:
化学键
H-H
O=O
H-O
键能(kJ/mol)
436
496
463
则常温常压下,1molH2在空气中充分燃烧,生成lmolH2O(g)放出热量 kJ。
Ⅱ.各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上,实现了节能减排,也为生活带来了极大的便利。
(2)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池,其构造如图所示。
①电池工作时,电子由 流出(填“Pb”或“PbO2”)。
②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O,其工作时电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)2020年上海进博会展览中,诸多氢能源汽车纷纷亮相,氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示:
①a处通入的气体是 。
②电池每消耗标准状况下5.6L氢气,电路中通过的电子数目为 。
考点5 化学反应速率
14.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
15.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
考点6 影响速率的因素
16.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
17.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
考点7 化学平衡
18.常温下,在密闭容器中加入一定量的发生反应:。能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.容器内气体的密度不变
C.消耗同时生成 D.与的物质的量浓度的比值不变
19.在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述错误的是
A.该反应的化学方程式是
B.时,该反应达到平衡状态
C.时,升高温度,正、逆反应速率均加快
D.若该反应在绝热容器中进行,则仍是在时达到平衡状态
考点8 综合练习
20.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
21.汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示。
和反应生成过程中的能量变化
发生的反应方程式为:
(1)和完全反应生成会 (填“吸收”或“放出”) 能量。
(2)汽车尾气中含有等有害气体,某新型催化剂能促使发生如下反应,将转化为无毒气体。回答下列问题:
为了测定在该催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度如表所示:
时间
0
1
2
3
4
5
前内的平均反应速率 。
(3)恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是 (填字母,下同)。
a.适当升高温度 b.将生成的和分离出去 c.选择高效催化剂
(4)一定温度下,在固定容积的密闭容器中,通入和,在催化剂作用下发生反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据的是 。
a.容器内各物质浓度保持不变 b.单位时间内消耗,同时生成
c.容器内总压强不再改变 d.浓度之比为
22.某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。
(1)硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波,广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
溶液
稀硫酸
V/mL
V/mL
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
①从物质类别的角度分析,硫代硫酸钠()属于 (填字母)。
A.盐 B.碱 C.酸 D.氧化物
②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生,请写出相应的化学反应方程式: 。
③该实验1和2可探究 对反应速率的影响,因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此 。
(2)为更精确地探究浓度对反应速率的影响,小组同学利用压强传感器等数字化实验设备,探究镁与不同浓度硫酸的反应速率,两组实验所用药品如下,实验结果如图所示。
实验序号
镁条的质量/g
硫酸
浓度
体积/mL
I
0.01
1.0
2
II
0.01
0.5
2
①实验I对应图中曲线 (填字母);图中曲线上的斜率越大,说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。
②分析实验II对应曲线可知,反应开始阶段反应速率不断加快,原因是 。
③随着反应的不断进行,反应速率减慢,原因是 。
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第六章 化学反应与能量
考点1 化学反应与能量转化
考点2 原电池
考点3 化学电源
考点4 化学反应与电能综合
考点5 化学反应速率
考点6 影响速率的因素
考点7 化学平衡
考点8 综合练习
考点1 化学反应与能量
1.下列过程中吸收热量的是
A.甲烷的燃烧 B.浓硫酸的稀释
C.与反应 D.氢氧化钠固体与盐酸混合
【答案】C
【详解】A.物质的燃烧属于放热反应,因此天然气的燃烧属于放热反应,A错误;
B.浓硫酸溶于水放出热量,是物理变化,属于放热过程,B错误;
C.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应吸收热量,属于吸热反应,C正确;
D.酸碱中和反应为放热反应,因此氢氧化钠固体与盐酸混合属于放热反应,D错误;
本题故选C。
2.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气,化学反应原理是,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.形成键放出能量
B.断开键放出能量
C.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.转变成的过程是一个吸收能量的过程
【答案】A
【详解】A.化学键的形成需要释放能量,因此形成H—H键放出能量,A正确;
B.化学键的断裂需要吸收能量,因此断开键吸收能量,B错误;
C.根据能量变化示意图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,C错误;
D.根据能量变化示意图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,因此转化生成的反应属于放热反应,即该过程是一个放出能量的过程,D错误;
答案选A。
3.以下化学反应与能量转化主要形式对应错误的是
选项
化学反应
能量转化主要形式
A
化学能转化为热能
B
化学能转化为电能
C
热能转化为化学能
D
光能转化为化学能
【答案】B
【详解】A.甲烷在氧气中燃烧时,能量转化主要形式为化学能转化为热能,故A不符合题意;
B.铅蓄电池放电时,能量转化主要形式为化学能转化为电能,充电时,能量转化主要形式为电能转化为化学能,故B符合题意;
C.碳酸钙受热分解时,能量转化主要形式为热能转化为化学能,故C不符合题意;
D.光合作用的能量转化主要形式为光能转化为化学能,故D不符合题意;
故选B。
4.各种形式的能量转换为生活提供便利,下列选项主要依靠化学能转化为热能的是
A.自热速食米饭 B.太阳能电池光伏发电
C.公路上行驶的新能源汽车 D.捏破内袋瞬间降温的一次性速冷冰袋
【答案】A
【详解】A.自热饭速食米饭,是由生石灰与水反应提供热量加热米饭,是化学能转化为热能,A正确;
B.太阳能光伏发电是将太阳能转化为电能,B错误;
C.新能源汽车是将电能转化为动能,C错误;
D.冰融化吸热,一次性速冷冰袋融化过程中没有发生化学变化,没有化学能转化为热能,D错误;
故选A。
5.化学科技工作者设计了如下研究方案以实现物质的综合利用。下列说法正确的是
A.是离子化合物 B.只含有非极性共价键
C.只含有离子键 D.该研究过程中只涉及光能转变为化学能
【答案】B
【详解】A.CO2中C和O之间通过共价键形成的共价化合物,A错误;
B.H2中只含H-H非极性共价键,B正确;
C.NaOH中钠离子和氢氧根之间是离子键,氧和氢之间是共价键,C错误;
D.该过程中氯碱工业是电解,是电能转化为化学能,二氧化碳和氢气合成甲醇是光能转化为化学能,甲醇电池是化学能转化为电能,D错误;
答案选B。
考点2 原电池
6.下列装置中,可形成原电池的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.石墨与醋酸不反应,不存在能自发进行的氧化还原反应,不能形成原电池,故A不选;
B.蔗糖是非电解质,不能形成原电池,故B不选;
C.没有形成闭合回路,不能形成原电池,故C不选;
D.Mg与稀盐酸发生氧化还原反应,两电极活泼性不同,上端接触形成了闭合回路,故形成了原电池,故D选;
答案选D。
7.理论上,下列反应不能设计成原电池的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】原电池的构成条件为:1、活泼性不同的两个电极;2、电解质溶液;3、形成闭合回路;4、能自发进行氧化还原反应;
【详解】A、B、D反应方程式中都有化合价的变化,所以都是氧化还原反应;C的反应中没有化合价的变化,所以不是氧化还原反应,不能设计成原电池;
故选C。
8.如图是用化学电源使灯发光的装置。下列说法错误的是
A.铜片表面有气泡生成
B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动
D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
【答案】C
【分析】铜锌原电池中,作正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,Zn为负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子;
【详解】A.铜锌原电池中,作正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,所以上有气泡生成,故A正确;
B.原电池中化学能转化为电能,灯发光时,电能转化为光能,故B正确;
C.柠檬汁显酸性也能作电解质溶液,所以将稀硫酸换成柠檬汁,仍然构成原电池,所以导线中有电子流动,故C错误;
D.金属性比弱,作正极,所以电路中的电流方向不变,仍然由流向负极,故D正确;
故选C。
9.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。
考点3 化学电源
10.化学与生产、生活密切相关,下列说法中错误的是
A.陶瓷的主要原料是黏土,陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等
B.“天和”核心舱腔体使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
C.风力发电可以减少对化石燃料的依赖,发电时机械能转化为电能、热能
D.废旧电池中含有重金属,属于有害垃圾,故采用深挖填埋的方式处理
【答案】D
【详解】A.陶瓷的主要原料是黏土、石英等物质,陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等,A正确;
B.氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料,B正确;
C.风力发电可减少火力发电的量,从而减少对化石燃料的依赖,风力发电时风吹动叶片,叶片旋转发电,机械能转化为电能、热能,C正确;
D.废旧电池中含有重金属,深埋会污染土壤,应集中交给专门的处理部门处理,D错误;
故答案选D。
11.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是
A.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
B.锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
C.氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减少,正极质量增加
【答案】A
【详解】A.氢氧燃料电池工作时,通入氢气的电极为负极,则氢气在负极被氧化,A正确;
B.锂离子电池是二次电池,锌锰干电池是一次电池,B错误;
C.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,C错误;
D.铅蓄电池在放电过程中,负极、正极上均生成硫酸铅,质量均增加,D错误;
故选A。
考点4 化学反应与电能综合
12.某研究小组探究原电池的原理并进行实验。
(1)下列反应中,可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是(选填序号) 。
① ②
③ ④
(2)甲同学用导线将电流表与片、片相连接,插入盛有稀硫酸的烧杯中进行实验Ⅰ,如图1所示。
①能证明化学能转化为电能的实验现象是:电流表指针偏转、 。
②从构成原电池的基本要素来看,的作用是(选填序号,下同) ,稀硫酸的作用是 。
a.电极反应物 b.电极材料 c.离子导体 d.电子导体
(3)乙同学想利用反应设计一个原电池,请在图2上标明所使用的用品 。
(4)氢氧燃料电池是一种新型发电装置(如图3所示),下列叙述不正确的是 。
a.通氢气的一极是正极,发生氧化反应
b.电子由电极经溶液流向电极
c.总反应为
【答案】(1)②④
(2) 铜电极上产生气泡 ac
(3)
(4)abc
【详解】(1)原电池构成条件之一:有能够自发进行的放热的氧化还原反应,其中②④属于自发进行的放热的氧化还原反应,可通过原电池装置直接将化学能转化为电能;
(2)①当形成原电池,可以产生电流使电流表指针偏转,同时在铜电极有气泡冒出;
②Zn的作用:做负极电极材料和电极反应物(负极反应Zn-2e-=Zn2+);电子经导线移动,离子在电解质溶液中定向移动;稀硫酸的作用:电极反应物(正极反应2H++2e-=H2↑),是离子导体;
(3)根据原电池总反应:以及装置图中电子移动方向,可知左端Cu作负极发生失电子氧化反应,右端可以使用惰性电极如石墨,电解质溶液为氯化铁溶液;
(4)燃料电池中燃料在负极发生失电子的氧化反应,氧气在正极发生得电子的还原反应,a电极为负极,b电极为正极;
a.燃料氢气在负极发生失电子的氧化反应,通入氢气的一极为负极,故a错误;
b.电子由负极a经导线流向正极b,故b错误;
c.总反应:,故c错误;
答案选abc;
13.化学反应是人类获取能量的重要途径,我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。
Ⅰ.回答下列问题:
(1)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表:
化学键
H-H
O=O
H-O
键能(kJ/mol)
436
496
463
则常温常压下,1molH2在空气中充分燃烧,生成lmolH2O(g)放出热量 kJ。
Ⅱ.各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上,实现了节能减排,也为生活带来了极大的便利。
(2)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池,其构造如图所示。
①电池工作时,电子由 流出(填“Pb”或“PbO2”)。
②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O,其工作时电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)2020年上海进博会展览中,诸多氢能源汽车纷纷亮相,氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示:
①a处通入的气体是 。
②电池每消耗标准状况下5.6L氢气,电路中通过的电子数目为 。
【答案】(1)242
(2) Pb 增大
(3) H2 0.5NA(或3.01×1023)
【详解】(1)对于反应H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H
△H=436 kJ/mol +×496 kJ/mol -2×463 kJ/mol =-242 kJ/mol,则常温常压下,1molH2在空气中充分燃烧,生成lmolH2O(g)放出热量242kJ。
(2)铅蓄电池中,Pb作负极,PbO2作正极。
①电池工作时,电子由负极沿导线流向正极,则从Pb流出。
②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O,其工作时,需要不断消耗H+和,同时生成H2O,使c(H+)减小,则电解质溶液的pH将增大。
(3)在氢氧燃料电池中,通H2的电极作负极,电子从负极出发,沿导线经过用电器流向正极。则:
①图中信息显示,电子从左侧出发,则a处通入的气体是H2。
②电池工作时,H2——2e-,每消耗标准状况下5.6L氢气,电路中通过的电子数目为=0.5NA(或3.01×1023)。
考点5 化学反应速率
14.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
【答案】D
【详解】A.化学反应速率可表示反应进行的快慢,A错误;
B.反应中固体和纯液体不能表示反应速率,B错误;
C.有些反应无反应现象,如酸碱中和反应,盐酸和氢氧化钠溶液反应瞬间进行速率大,但反应现象不明显,C错误;
D.化学反应速率的大小是衡量反应快慢的物理量,根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的快慢,D正确;
故选D。
15.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】单位换算一致后,将各反应速率换算为同一物质进行比较,假如都换算为A物质的速率,则
A项为:;则A项为;
B项为;
C项为;
D项为。
故选B。
考点6 影响速率的因素
16.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
【答案】B
【详解】A.使用催化剂,能降低反应活化能,反应速率加快,A正确;
B.该反应为气态物质之间的反应,增大压强可增大反应物和生成物的浓度,反应速率加快,B错误;
C.温度越低,反应速率越慢,C正确;
D.增大反应物的浓度,化学反应速率增大,D正确;
故答案为B。
17.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
【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。
考点7 化学平衡
18.常温下,在密闭容器中加入一定量的发生反应:。能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.容器内气体的密度不变
C.消耗同时生成 D.与的物质的量浓度的比值不变
【答案】B
【详解】A.达到化学平衡时,应有,故A不选;
B.反应有固体参与,恒容容器内气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故B选;
C.消耗一定同时生成,都描述的是正反应方向,不一定平衡,故C不选;
D.从反应开始投料,与的物质的量浓度的比值一直不变,故D不选;
答案选B。
19.在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述错误的是
A.该反应的化学方程式是
B.时,该反应达到平衡状态
C.时,升高温度,正、逆反应速率均加快
D.若该反应在绝热容器中进行,则仍是在时达到平衡状态
【答案】D
【分析】由题图可知,后,反应物、生成物浓度不再发生改变,说明该反应为可逆反应,,,根据各物质的浓度变化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比可知,反应的化学方程式为。
【详解】.由以上分析可知,该反应的化学方程式是,故A正确;
.由题图可知,后,反应物、生成物浓度不再发生改变,说明该反应为可逆反应,且在时达到平衡状态,故B正确;
C.升高温度,化学反应速率增大,则时,升高温度,正、逆反应速率均加快,故C正确;
D.化学反应一定伴随着能量变化,若该反应在绝热容器中进行,导致反应体系温度发生变化,从而引起化学反应速率的变化,则该反应不一定在时达到平衡状态,故D错误;
故答案为:D。
考点8 综合练习
20.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应开始后,针筒活塞向右移动
【答案】D
【详解】A.温度计的水银柱不断上升说明反应中溶液温度升高,则烧杯中稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应为放热反应,故A不符合题意;
B.由图可知,图示反应为反应物的总能量大于生成物的总能量的放热反应,故B不符合题意;
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面说明空气受热膨胀,则试管中发生的反应为放出热量的放热反应,故C不符合题意;
D.稀硫酸和锌反应生成氢气,容器内气体压强增大会使针筒活塞向右移动,所以活塞向右移动不能说明该反应放热,故D符合题意;
故选D。
21.汽车尾气中生成过程的能量变化如图所示。
和反应生成过程中的能量变化
发生的反应方程式为:
(1)和完全反应生成会 (填“吸收”或“放出”) 能量。
(2)汽车尾气中含有等有害气体,某新型催化剂能促使发生如下反应,将转化为无毒气体。回答下列问题:
为了测定在该催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度如表所示:
时间
0
1
2
3
4
5
前内的平均反应速率 。
(3)恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是 (填字母,下同)。
a.适当升高温度 b.将生成的和分离出去 c.选择高效催化剂
(4)一定温度下,在固定容积的密闭容器中,通入和,在催化剂作用下发生反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据的是 。
a.容器内各物质浓度保持不变 b.单位时间内消耗,同时生成
c.容器内总压强不再改变 d.浓度之比为
【答案】(1) 吸收 180
(2)
(3)
(4)abc
【详解】(1)由图反应的焓变为,焓变大于0,则会吸收180能量;
(2)由反应和表数据,前内的平均反应速率;
(3)a.适当升高温度,活化分子比例增大,反应速率增大,正确;
b.将生成的和分离出去,物质浓度减小,反应速率减小,错误;
c.选择高效催化剂,能加快反应速率,正确;
故选ac;
(4)a.容器内各物质浓度保持不变,平衡不再移动,达到平衡状态;
b.单位时间内消耗,同时生成,则正逆反应速率相等,达到平衡状态;
c.在固定容积的密闭容器中,进行气体分子数减小的反应,容器内总压强不再改变,则平衡不再移动,达到平衡状态;
d.浓度之比为,不能说明正逆反应速率相等,不确是否平衡;
故选abc。
22.某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。
(1)硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波,广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
溶液
稀硫酸
V/mL
V/mL
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
①从物质类别的角度分析,硫代硫酸钠()属于 (填字母)。
A.盐 B.碱 C.酸 D.氧化物
②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生,请写出相应的化学反应方程式: 。
③该实验1和2可探究 对反应速率的影响,因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响,因此 。
(2)为更精确地探究浓度对反应速率的影响,小组同学利用压强传感器等数字化实验设备,探究镁与不同浓度硫酸的反应速率,两组实验所用药品如下,实验结果如图所示。
实验序号
镁条的质量/g
硫酸
浓度
体积/mL
I
0.01
1.0
2
II
0.01
0.5
2
①实验I对应图中曲线 (填字母);图中曲线上的斜率越大,说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。
②分析实验II对应曲线可知,反应开始阶段反应速率不断加快,原因是 。
③随着反应的不断进行,反应速率减慢,原因是 。
【答案】(1) A 反应温度 10.0 6.0
(2) a 快 镁与硫酸的反应是放热反应,温度升高,反应速率加快 硫酸的浓度逐渐减小
【分析】控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,利用定多变一来进行实验,对比实验1和实验2,二者温度不同,其他条件均相同,故V1=10.0,V2=10.0,V3=0;对比实验1和实验3,硫酸的浓度不同,其他条件相同,总体积相同V4=10.0,V5=6.0;影响反应速率的因素有温度和浓度。
【详解】(1)①根据物质的分类,酸是电离出来的阳离子全部都是氢离子的化合物,碱是电离出来的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物,氧化物是指由两种元素组成其中一种是氧元素的化合物,盐是指金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物,则Na2S2O3属于盐,答案选A;
②硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、硫沉淀、二氧化硫和水,反应的化学方程式为,故答案为:;
③实验1温度20℃,实验2温度40℃,实验1和实验2探究反应温度对化学反应速率的影响,因此其余实验条件相同,是10.0;实验1和3可探究硫酸浓度对反应速率的影响,其余实验条件相同,液体体积相同,因此V5=10.0-4.0=6.0,故答案为:反应温度;10.0;6.0;
(2)①根据浓度对反应速率的影响可知,浓度越大反应速率越快,实验Ⅰ的硫酸浓度大于实验Ⅱ,则反应速率越快,单位时间内产生气体越多,则实验Ⅰ对应图中曲线a;图中曲线上的斜率表示单位时间内压强的变化量,斜率越大,说明反应速率越越快,故答案为:a;快;
②活泼金属与酸反应为放热反应,温度升高反应速率加快,实验Ⅱ对应曲线可知,反应开始阶段,反应速率不断加快,原因是:镁与硫酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快,故答案为:镁与硫酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快;
③随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小,反应速率减小,则随着反应的不断进行,化学反应速率减慢,故答案为:硫酸的浓度逐渐减小。
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