第六章 化学反应与能量【A卷·考点卷】-2024-2025学年高一化学同步单元AB卷(湖北专用,人教版2019必修第二册)
2025-03-14
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内容正文:
第六章 化学反应与能量
考点1 化学反应与热能
考点2 化学反应与电能
考点3 化学反应的速率
考点4 化学反应的限度
考点5 化学反应条件的控制
考点1 化学反应与热能
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时由化学能转化成电能的是( )
A.长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
B.北斗导航卫星的太阳能电池板
C.位于江苏的海上风力电动机
D.由橙子制成的简易电池
2.下列说法正确的是( )
A.等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.使用催化剂可以降低化学反应的焓变
C.燃烧时化学能全部转化为热能
D.人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量,归根到底是由太阳能转化来的
3.下列说法中正确的是
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
②放热反应在常温下一定很容易发生
③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
④放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应可能会继续进行
A.①② B.③④ C.①②③④ D.②③④
4.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为化学能
C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应,该反应为吸热反应
D.该反应的离子方程式为:CO+2H+=CO2↑+H2O
5.航天飞船可用肼(N2H4)做动力源,已知液态肼与液态 H2O2 反应时放出大量的热量, 下列说法错误的是
A.1mol肼(N2H4)分子中含有4molN-H键
B.该反应中的热量变化如图所示
C.该反应的反应物总键能小于生成物总键能
D.该反应的化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),其产物对环境无污染
6.氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“-”表示化学键),下列说法错误的是
A.过程I是吸热过程
B.过程Ⅲ一定是放热过程
C.为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量
D.该反应的能量转化形式只有化学能转化为热能
7.化学反应与能量变化的关系如下图所示,下列说法正确的是
A.盐酸和碳酸氢钠反应的能量变化符合图1
B.铝片和盐酸反应的能量变化符合图2
C.断裂旧键所吸收的能量即为反应物的总能量,形成新键所放出的能量即为生成物的总能量
D.发生图2能量变化的反应,可能不需要加热也能发生
8.某化学反应中,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,
I.若E1>E2,则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图____(填“A”或“B”)表示。
II.若E1<E2,则该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_____(填“A”或“B”)表示
III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量:
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
键能(kJ/mol)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答下列问题:
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(_____)
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中最稳定的是(_____)
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?_______。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是_____(填写化学式)。
考点2 化学反应与电能
9.下列装置能形成原电池的是( )
A.①②③⑦ B.①②⑤⑥
C.①②③④ D.①②③⑥⑦
10.下列装置中,能将化学能转化为电能的是
A
B
C
D
11.图为原电池装置,有关叙述错误的是
A.锌是负极,其质量不断减小 B.铜极上发生还原反应
C.电子在电解质溶液内部向负极移动 D.将铜电极换成石墨碳棒也能形成原电池
12.如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。由此判断下列M、N、P物质可以成立的是
A.M为Mg,N为Al,P为NaOH溶液
B.M为Cu,N为Fe,P为稀盐酸
C.M为Zn,N为C(石墨),P为CuSO4溶液
D.M为Ag,N为Zn,P为AgNO3溶液
13.“科学素养,从小培养”,一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是
A.Mg片做电池的正极 B.空气中的氧气得到电子
C.化学能可直接转化为动能 D.溶液中的向石墨片移动
14.下列组合中,不能使装置中的电流表指针出现偏转的是
选项
a
b
试剂X
装置图
A
C
溶液
B
蔗糖溶液
C
溶液
D
醋酸溶液
15.下列说法正确是
A.镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池
B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C.化学电池的反应原理是氧化还原反应
D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO2
16.下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池在工作中,负极每消耗铅,则硫酸溶液中就转移电子
D.氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
17.锌锰干电池的内部构造示意图如图。下列有关描述中正确的是
A.该电池属于二次电池
B.电池工作时,电子从正极经糊流向负极
C.石墨棒作正极,在正极发生还原反应
D.锌筒作负极,电极反应式为
考点3 化学反应的速率
18.化学在生活中的应用随处可见,下列措施不是为了改变化学反应速率的是
A.将食物存放在冰箱中 B.加工馒头时添加膨松剂
C.糕点包装袋内放置除氧剂 D.冶铁时将铁矿石粉碎
19.下列关于化学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.化学反应速率通常表示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.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
20.反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)进行到2秒时,SO3的浓度增加了0.6mol/L。用O2的浓度变化表示该时间段的反应速率为
A.0.15 mol/(L·S) B.0.3 mol/(L·S)
C.0.6 mol/(L·S) D.0.9 mol/(L·S)
21.下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.锌与稀硫酸反应制取时,加入蒸馏水
B.用溶液制取时,向溶液中加入少量粉末
C.Mg在中燃烧生成MgO,用镁粉代替镁条
D.与稀盐酸反应生成时,适当升高温度
22.某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是
A.该实验探究的是温度对反应速率的影响
B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C.实验中,H2O2的浓度越大越好
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,反应速率不相同
23.一定温度下,在体积为1.5L的密闭容器内发生反应,气体X、Y物质的量随时间变化如图,下列说法正确的是
A.3min时,X、Y反应速率相等,反应达到平衡
B.该反应化学方程式为:3Y=2X
C.6min时,X、Y浓度不再改变,反应停止
D.前2min,Y的反应速率
24.(一)将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),5 min 后测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=1∶2,C的反应速率是 0.15 mol·L-1·min-1。
(1)B的反应速率v(B)=_______,x=_______。
(2)A在5 min末的浓度是_______。
(3)此时容器内的压强与开始时之比为_______。
(二)计算下列化学反应的速率:
(4)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为_______mol·L-1·min-1。
(5)一定温度下,将1 mol N2O4充入体积为1 L的密闭容器中,反应3s后,NO2的物质的量为0.6 mol,则0~3s内的平均反应速率v(NO2) =_______ mol·L-1·s-1。
(6)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为_______。
考点4 化学反应的限度
25.一定条件下,向1 L恒容密闭容器中充入0.1 mol A和0.3 mol B发生反应:A(g)+2B(g)2C(g),当反应达平衡时,不可能存在的数据是
A.c(A)=0.05 mol·L-1 B.c(B)=0.24 mol·L-1
C.c(B)=0.1 mol·L-1 D.c(C)=0.18 mol·L-1
26.可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
27.高炉炼铁的原料是焦炭和Fe2O3,发生的反应主要有:①;②。 下列有关说法错误的是
A.对于反应②,当CO和CO2的正反应速率相等时,反应达到平衡
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以加快反应速率
C.高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,Fe的产量达到最大
28.一定条件下,合成氨反应中,NH3浓度变化如下图所示。反应刚开始达到化学平衡状态的时刻是
A.10min B.20min C.30min D.40min
29.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:。当、O2、的浓度不再变化时,下列说法中正确的是
A.该反应已达化学平衡状态
B.和O2全部转化为
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.、O2、的浓度一定相等
30.硫酸是一种重要的化工产品,目前的重要生产方法是“接触法”,反应原理为2SO2+O22SO3,该反应为放热反应。下列说法正确的是
A.应选择适宜的条件,将SO2和O2全部转化为SO3
B.达到平衡时,正、逆反应速率相等且均为零
C.温度升高,正反应速率降低,逆反应速率增大
D.工业上在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑速率、限度和成本多方面因素
考点5 化学反应条件的控制
31.关于合成氨工业的说法错误的是
A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
B.工业上一般选择400-500℃的主要原因是让铁触媒的活性大,反应速率快
C.从合成氨的原理出发,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,所以实际工业中往往采用常压
D.为了防止催化剂“中毒”,原料气需要经过净化
32.工业制硫酸中的一步重要反应是在400~500℃下的催化氧化:。这是一个正反应放热的可逆反应。若反应在恒容密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.达到平衡时,正、逆反应速率均为零
B.其他条件不变时,向容器内充入Ne,的生成速率会增大
C.使用合适的高效催化剂,可以实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
33.I.NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:N2O4(g)⇌2NO2(g)。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)下列可以说明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A. B.
C.容器内气体的颜色不再变化 D.混合气体的压强不再变化
(2)在温度为T的条件下,向该恒容密闭容器中充入随时间的变化曲线如图所示。
①1~4四个点中,v正=v逆的点有 。
②反应进行到16min时,N2O4的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 (填标号)。
A.增大NO2的浓度 B.增大容器体积
C.加入合适的催化剂 D.恒容条件下充入He
II.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下,请回答下列问题
实验序号
反应温度
加入0.1mol/L
Na2S2O3溶液的体积
加入0.1mol/L
H2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
℃
mL
mL
mL
s
①
20
2
2
0
t1
②
40
2
V1
0
t2
③
20
1
2
V2
t3
(3)实验①②研究的是 对化学反应速率的影响,V1= 。
(4)实验①③研究的是 对化学反应速率的影响,V2= 。
(5)t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
34.硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是,正反应放热。一定条件下,恒容密闭容器中发生该反应,各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。
(1)反应开始至20分钟,的平均反应速率为 。
(2)图中点,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(3)反应进行到第 分钟时恰好达到平衡,结合图像分析,能说明转化成的反应在该条件下达到限度的证据是 。
(4)下列说法错误的是_______。
A.上述条件下,不可能地转化为
B.升高温度,可以实现的完全转化
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.使用催化剂可以增大反应速率,提高生产效率
(5)硫酸厂产生的尾气中含有少量。双碱法脱硫的原理示意图如下:
①可以循环使用的物质是 (写化学式)。
②理论上,过程Ⅲ中消耗氧气时,过程Ⅰ中吸收的物质的量是 。
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第六章 化学反应与能量
考点1 化学反应与热能
考点2 化学反应与电能
考点3 化学反应的速率
考点4 化学反应的限度
考点5 化学反应条件的控制
考点1 化学反应与热能
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时由化学能转化成电能的是( )
A.长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
B.北斗导航卫星的太阳能电池板
C.位于江苏的海上风力电动机
D.由橙子制成的简易电池
【答案】D
【解析】A.液氧煤油发动机将化学能转化为热能和机械能,而没有把化学能转化成电能,故A错误;
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能,而没有把化学能转化成电能,故B错误;
C.风力发电机厂将风能转化为电能,而没有把化学能转化成电能,故C错误;
D.由橙子制成的简易电池将化学能转化为电能,故D正确;
答案选D。
2.下列说法正确的是( )
A.等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.使用催化剂可以降低化学反应的焓变
C.燃烧时化学能全部转化为热能
D.人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量,归根到底是由太阳能转化来的
【答案】D
【解析】A.白磷固体转变成蒸气需要吸收能量,则等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出的热量少,故A不选;
B.使用催化剂可以降低反应物的活化能,但不能降低反应的焓变,故B不选;
C.燃烧时化学能转化为热能和光能等,故C不选;
D.远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用,将太阳能转化为生物质能,它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂,多年之后形成煤、天然气、石油化石能源都是间接利用太阳能,因此人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量,归根到底是由太阳能转化来的,故选D。
答案选D。
3.下列说法中正确的是
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
②放热反应在常温下一定很容易发生
③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
④放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应可能会继续进行
A.①② B.③④ C.①②③④ D.②③④
【答案】B
【解析】①放热反应有的需加热,有的不需加热,如Na的燃烧是一个放热反应,但需要加热,①错误;
②放热的反应在常温下不一定很容易发生,如铝热反应(2Al+Fe2O32Fe+Al2O3)是放热反应,但需在高温条件下才能引发氧化铁和铝粉反应,②错误;
③反应物所具有的总能量高于生成的总能量的反应为放热反应,反之为吸热反应,③正确;
④放热反应在反应中会放出热量,所以有的反应在停止加热后可以利用放出的热量继续进行,④正确;
综上所述,③④正确,故选B。
4.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为化学能
C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应,该反应为吸热反应
D.该反应的离子方程式为:CO+2H+=CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】A.醋酸逐渐凝固,温度下降,可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应,故A错误;
B.热能转化为化学能储存在新物质中,故B正确;
C.醋酸与NH4HCO3未接触,未发生反应,故C错误;
D.HCO不能拆,故D错误;
故答案为B。
5.航天飞船可用肼(N2H4)做动力源,已知液态肼与液态 H2O2 反应时放出大量的热量, 下列说法错误的是
A.1mol肼(N2H4)分子中含有4molN-H键
B.该反应中的热量变化如图所示
C.该反应的反应物总键能小于生成物总键能
D.该反应的化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),其产物对环境无污染
【答案】B
【解析】A.肼结构式为,1个肼分子中含有4个N-H键,则1mol肼中含有4molN-H键,故A正确;
B.如果反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,否则为吸热反应,液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量,则该反应为放热反应,图中为吸热反应,不符合,故B错误;
C.液态肼和液态过氧化氢反应时放出大量热量,则该反应为放热反应,断键吸收能量、成键放出能量,该反应为放热反应,则反应的反应物总键能小于生成物总键能,故C正确;
D.氮气和水都无毒,所以其产物无污染,故D正确;
故答案为B。
6.氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“-”表示化学键),下列说法错误的是
A.过程I是吸热过程
B.过程Ⅲ一定是放热过程
C.为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量
D.该反应的能量转化形式只有化学能转化为热能
【答案】D
【解析】A.过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子,属于吸热过程,A正确;
B.过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,B正确;
C.氢气燃烧放热,则反应物的总能量大于生成物的总能量,C正确;
D.该反应可通过燃料电池,实现化学能到电能的转化,不一定只能以热能的形式进行,D错误;
故选D。
7.化学反应与能量变化的关系如下图所示,下列说法正确的是
A.盐酸和碳酸氢钠反应的能量变化符合图1
B.铝片和盐酸反应的能量变化符合图2
C.断裂旧键所吸收的能量即为反应物的总能量,形成新键所放出的能量即为生成物的总能量
D.发生图2能量变化的反应,可能不需要加热也能发生
【答案】D
【解析】A.图1:反应物的总能量高,生成物的总能量低,说明反应为放热反应;图2:反应物的总能量低,生成物的总能量高,说明反应为吸热反应。盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,其能量变化符合图2,A错误;
B.铝片与盐酸反应是放热反应,其能量变化符合图1,B错误;
C.物质的总能量指的是物质本身内部储存的能量(化学能),断键吸收能量,成键释放能量不是物质的总能量,C错误;
D.图2为吸热反应,有些吸热反应不需要加热也能发生,如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应,D正确;
故选D。
8.某化学反应中,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,
I.若E1>E2,则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图____(填“A”或“B”)表示。
II.若E1<E2,则该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_____(填“A”或“B”)表示
III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量:
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
键能(kJ/mol)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答下列问题:
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(_____)
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中最稳定的是(_____)
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?_______。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是_____(填写化学式)。
【答案】放热 A 吸热 B A A 放热 Cl2
【分析】
I、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,反之为吸热反应;III、键能越大,反应时释放的能量越多,物质本身具有的能量越低,则越稳定;旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量为放热反应,反之为吸热反应;
【解析】I.若E1>E2,反应物的总能量大于生成物的总能量,为图像A,反应放热;答案为:放热;A;
II.若E1<E2,反应物的总能量小于生成物的总能量,为图像B,反应吸热,答案为:吸热;B
III. (1)键能越大,反应时释放的能量越多,物质本身具有的能量越低,则越稳定,根据表中数据,答案为A;
(2)键能越大,反应时释放的能量越多,则越稳定,答案为A;
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I),以氯气为例,旧键断裂吸收的总能量=243+436=679;新键形成释放的总能量=432×2=864,反应为放热反应,答案为:放热;
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,释放的热量分别为:185、103、9,答案为:Cl2;
考点2 化学反应与电能
9.下列装置能形成原电池的是( )
A.①②③⑦ B.①②⑤⑥
C.①②③④ D.①②③⑥⑦
【答案】A
【解析】根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断;装置④不能形成闭合回路;装置⑤不具有两个活动性不同的电极,只能发生氧化还原反应,不能形成电流;装置⑥中酒精不是电解质溶液;装置能形成原电池的是①②③⑦,答案选A。
10.下列装置中,能将化学能转化为电能的是
A
B
C
D
【答案】C
【解析】A.两个电极相同,均为锌电极,不能构成原电池装置,A错误;
B.酒精是非电解质,不导电,不能构成原电池装置,B错误;
C.两个活泼性不同的电极插在氯化铁溶液中,且铁单质和发生氧化还原反应,因此可以构成原电池装置,将化学能转化为电能,C正确;
D.没有形成闭合回路,不能构成原电池装置,D错误;
答案选C。
11.图为原电池装置,有关叙述错误的是
A.锌是负极,其质量不断减小 B.铜极上发生还原反应
C.电子在电解质溶液内部向负极移动 D.将铜电极换成石墨碳棒也能形成原电池
【答案】C
【解析】该装置为原电池装置,存在自发进行的反应,锌失去电子,发生氧化反应,为负极,铜为正极。
A. 锌是负极,负极反应式为,其质量不断减小,故A正确;
B. 铜极为正极,发生还原反应,故B正确;
C. 电子在导线中移动,不进入电解质溶液,故C错误;
D.将铜电极换成石墨碳棒,原电池反应仍然为,故也能形成原电池,故D正确;
故选C。
12.如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。由此判断下列M、N、P物质可以成立的是
A.M为Mg,N为Al,P为NaOH溶液
B.M为Cu,N为Fe,P为稀盐酸
C.M为Zn,N为C(石墨),P为CuSO4溶液
D.M为Ag,N为Zn,P为AgNO3溶液
【答案】D
【解析】该装置没有外接电源,是原电池;M棒变粗,N棒变细,说明N极失电子作负极,M极得电子作正极;M棒变粗,所以溶液中的金属阳离子析出生成金属单质,电解质溶液中的阳离子为金属阳离子。
A项,N极铝是负极,M极是氢离子放电生成氢气,所以M极质量不变,错误;B项,N极铁是负极,M极是氢离子放电生成氢气,所以M极质量不变,错误;C项,M极(Zn)易失电子作负极,变细,N极(石墨)上析出Cu而变粗,错误;D项,N极材料Zn比M极Ag活泼,且M极Ag上有银析出,所以质量增加,M电极变粗,正确。
13.“科学素养,从小培养”,一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是
A.Mg片做电池的正极 B.空气中的氧气得到电子
C.化学能可直接转化为动能 D.溶液中的向石墨片移动
【答案】B
【分析】镁为活泼金属,失去电子作为负极,石墨为正极,据此分析解答。
【解析】A.镁为活泼金属,做电池的负极,失去电子发生氧化反应,A错误;
B.溶解在食盐水中的氧气在石墨电极得到电子,发生还原反应,B正确;
C.原电池将化学能转化为电能,小汽车将电能通过发动机转化为动能,C错误;
D.溶液中的阴离子向原电池中负极镁片移动,D错误;
故选B。
14.下列组合中,不能使装置中的电流表指针出现偏转的是
选项
a
b
试剂X
装置图
A
C
溶液
B
蔗糖溶液
C
溶液
D
醋酸溶液
【答案】B
【分析】电流表指针不能发生偏转,说明不能构成原电池;
【解析】A.铜、石墨是不同的电极,溶液与铜的反应是自发的氧化还原反应,能形成闭合回路,可以形成原电池,有电流产生,故不选A;
B.蔗糖是非电解质,蔗糖溶液不导电,不能形成闭合回路,不能构成原电池,电流表指针不能发生偏转,故选B;
C.镁、铝是不同的电极,氢氧化钠溶液与铝的反应是自发的氧化还原反应,能形成闭合回路,可以形成原电池,有电流产生,故不选C;
D.铜、锌是不同的电极,醋酸溶液与锌的反应是自发的氧化还原反应,能形成闭合回路,可以形成原电池,有电流产生,故不选D;
选B。
15.下列说法正确是
A.镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池
B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C.化学电池的反应原理是氧化还原反应
D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO2
【答案】C
【解析】A项,镍氢电池、锂离子电池为二次电池,碱性锌锰干电池为一次电池,错误;B项,燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等,产物多为CO2、H2O等,不污染环境,错误;C项,化学电池是将化学能转变为电能的装置,有电子的得失,实质为氧化还原反应,正确;D项,铅蓄电池放电的时候,Pb被氧化,为原电池的负极;PbO2被还原,为原电池的正极,错误。
16.下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池在工作中,负极每消耗铅,则硫酸溶液中就转移电子
D.氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
【答案】C
【解析】A.干电池属于一次电池,铅蓄电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,A项正确;
B.干电池中锌筒为负极,负极上锌发生失电子的氧化反应而溶解,锌筒被破坏,B项正确;
C.铅蓄电池在工作时,负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4,负极每消耗1molPb,外电路中通过2mol电子,但电子不会在硫酸溶液中转移,C项错误;
D.氢氧燃料电池的产物为H2O,氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点,D项正确;
答案选C。
17.锌锰干电池的内部构造示意图如图。下列有关描述中正确的是
A.该电池属于二次电池
B.电池工作时,电子从正极经糊流向负极
C.石墨棒作正极,在正极发生还原反应
D.锌筒作负极,电极反应式为
【答案】C
【解析】A. 该电池是干电池,属于一次电池,故A错误;
B. 电池工作时,电子从负极经外电路流向正极,故B错误;
C.石墨棒作正极,在正极发生还原反应,故C正确;
D. 锌筒作负极,电极反应式为,故D错误;
故选C。
考点3 化学反应的速率
18.化学在生活中的应用随处可见,下列措施不是为了改变化学反应速率的是
A.将食物存放在冰箱中 B.加工馒头时添加膨松剂
C.糕点包装袋内放置除氧剂 D.冶铁时将铁矿石粉碎
【答案】B
【解析】A.食物存放在冰箱中,可降低温度,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,故A不符合;
B.加工馒头时添加膨松剂,可使馒头疏松柔软,与改变反应速率无关,故B符合;
C.包装袋内放置除氧剂,可防止糕点被氧化,减缓食物氧化速率,与减小反应速率有关,故C不符合;
D.将铁矿石粉碎,可增大接触面积,可加快反应速率,与增大反应速率有关,故D不符合;
故选B。
19.下列关于化学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.化学反应速率通常表示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.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
【答案】D
【解析】A.化学反应速率越大,反应现象不一定越明显,如盐酸与氢氧化钠溶液的反应时本就没有明显现象,A错误;
B.固体或纯液体的浓度可视为常数,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率,B错误;
C.0.8 mol·L-1·s-1表示1 s的时间内,某物质的浓度变化了0.8 mol·L-1,C错误;
D.化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量,D正确;
综上所述答案为D。
20.反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)进行到2秒时,SO3的浓度增加了0.6mol/L。用O2的浓度变化表示该时间段的反应速率为
A.0.15 mol/(L·S) B.0.3 mol/(L·S)
C.0.6 mol/(L·S) D.0.9 mol/(L·S)
【答案】A
【解析】v(SO3)=0.6mol·L-1/2s=0.3 mol·L-1·s-1;v(O2):v(SO3)=1:2,v(O2)=1/2v(SO3)=0.3 mol·L-1·s-1/2=0.15 mol/(L·S)。故选A。
21.下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.锌与稀硫酸反应制取时,加入蒸馏水
B.用溶液制取时,向溶液中加入少量粉末
C.Mg在中燃烧生成MgO,用镁粉代替镁条
D.与稀盐酸反应生成时,适当升高温度
【答案】A
【解析】A.锌与稀硫酸反应制取时,加入蒸馏水,导致硫酸浓度降低,反应速率减慢,而不是速率加快,A符合题意;
B.用溶液制取时,添加少量,起催化作用,化学反应速率加快,B不符合题意;
C.Mg在中燃烧生成MgO,若用镁粉代替镁条,由于Mg与O2接触面积增大,反应速率大大加快,C不符合题意;
D.在与稀盐酸反应生成时,适当升高温度,物质的内能增加,微粒之间有效碰撞次数增加,反应速率加快,D不符合题意;
故选A。
22.某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是
A.该实验探究的是温度对反应速率的影响
B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C.实验中,H2O2的浓度越大越好
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,反应速率不相同
【答案】C
【解析】A.两个装置中的变量是温度,所以该实验探究的是温度对反应速率的影响,A正确;
B.由于二氧化锰是催化剂,且探究的是温度对反应速率的影响,所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同,B正确;
C.双氧水浓度过大,反应速率过快,不易控制,所以实验中H2O2的浓度不宜过大,C错误;
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,由于改变了催化剂,则反应速率不相同,D正确;
答案选C。
23.一定温度下,在体积为1.5L的密闭容器内发生反应,气体X、Y物质的量随时间变化如图,下列说法正确的是
A.3min时,X、Y反应速率相等,反应达到平衡
B.该反应化学方程式为:3Y=2X
C.6min时,X、Y浓度不再改变,反应停止
D.前2min,Y的反应速率
【答案】D
【解析】A.根据图象,3min时,X、Y的物质的量相等,但反应速率不相等,没有达到平衡状态,故A错误;
B.根据图知,反应物是Y、生成物是X,相同时间内△n(X)=(6-2)mol=4mol、△n(Y)=(10-4)mol=6mol,相同时间内各物质的物质的量改变量之比等于其计量数之比,则X、Y的计量数之比为4mol∶6mol=2∶3,最终达到化学平衡状态,则该反应方程式为3Y(g) ⇌2X(g),故B错误;
C.根据图象,6min时,X、Y的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,但反应没有停止,故C错误;
D.反应开始到2min时,v(Y)=,故D正确;
故选D。
24.(一)将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),5 min 后测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=1∶2,C的反应速率是 0.15 mol·L-1·min-1。
(1)B的反应速率v(B)=_______,x=_______。
(2)A在5 min末的浓度是_______。
(3)此时容器内的压强与开始时之比为_______。
(二)计算下列化学反应的速率:
(4)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为_______mol·L-1·min-1。
(5)一定温度下,将1 mol N2O4充入体积为1 L的密闭容器中,反应3s后,NO2的物质的量为0.6 mol,则0~3s内的平均反应速率v(NO2) =_______ mol·L-1·s-1。
(6)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为_______。
【答案】(1) 0.05 mol·L-1·min-1 3
(2)0.5 mol·L-1
(3)11∶10
(4)0.6
(5)0.2
(6)0.05 mol·L-1·s-1
【解析】(1)5 min 后测得c(D)=0.5 mol·L-1,则反应消耗B的浓度△c(B)=c(D)=0.25 mol·L-1,故用B的浓度变化表示的化学反应速率v(B)=;
化学反应速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。C的反应速率是 0.15 mol·L-1·min-1,v(B):v(C)=0.05:0.15=1:3,解得x=3;
(2)假设反应开始时A、B的物质的量都是x mol,5 min时生成D的浓度是0.5 mol/L,则产生D的物质的量n(D)=0.5 mol/L×2 L=1 mol,根据物质反应转化关系可知反应产生A物质的量是1.5 mol,消耗B物质的量是0.5 mol,此时A、B的物质的量分别是(x-1.5)mol、(x-0.5) mol,此时c(A)∶c(B)=1∶2,由于容器的容积相同,物质的浓度比等于物质的量的比,所以(x-1.5):(x-0.5)=1:2,解得x=2.5 mol,则5 min末A的物质的量是2.5 mol-1.5 mol=1 mol,故A的浓度c(A)=;
(3)5 min时C的物质的量n(C)=0.15 mol/(L·min)×2 L×5 min=1.5 mol。在同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,反应后气体的物质的量之和为1 mol+ (2.5-0.5) mol+ 1.5 mol+1 mol= 5.5 mol,起始时气体的物质的量为2.5 mol+ 2.5 mol=5 mol ,则此时容器内的压强与开始时之比为5.5:5=11:10;
(4)用不同物质表示反应速率时,速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。v(A)=0.2 mol/(L·min),则以物质B表示此反应的化学反应速率v(B)=3v(A)=3×0.2 mol/(L·min)=0.6 mol/(L·min);
(5)0~3s内的平均反应速率v(NO2)= mol/(L·s);
(6)反应开始时n(N2)=2 mol,3 s后n(N2)=1.9 mol,△n(N2)=0.1 mol,则根据物质反应消耗关系可知△n(H2)=0.3 mol,故以H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)= mol/(L·s)。
考点4 化学反应的限度
25.一定条件下,向1 L恒容密闭容器中充入0.1 mol A和0.3 mol B发生反应:A(g)+2B(g)2C(g),当反应达平衡时,不可能存在的数据是
A.c(A)=0.05 mol·L-1 B.c(B)=0.24 mol·L-1
C.c(B)=0.1 mol·L-1 D.c(C)=0.18 mol·L-1
【答案】C
【解析】可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,达到平衡时反应物、生成物一定共存。A项,若平衡时c(A)=0.05 mol·L-1,A反应的物质的量为0.1 mol-0.05 mol·L-1×1 L=0.05 mol,则反应消耗B的物质的量为0.05 mol×2=0.1 mol,B剩余0.3 mol-0.1 mol=0.2 mol,数据合理,不符合题意;B项,若平衡时c(B)=0.24 mol·L-1,则反应消耗B的物质的量为0.3 mol-0.24 mol·L-1×1 L=0.06 mol,同时消耗0.03 mol的A,A剩余0.1 mol-0.03 mol=0.07 mol,数据合理,不符合题意;C项,若平衡时c(B)=0.1 mol·L-1,则反应消耗B的物质的量为为0.3 mol-0.1 mol·L-1×1 L=0.2 mol,同时需消耗0.1 mol的A,则A的浓度为0,数据不合理,符合题意;D项,若平衡时c(C)=0.18 mol·L-1,则反应消耗B的物质的量为0.18 mol·L-1×1 L=0.18 mol,同时消耗0.09 mol的A,A剩余0.1 mol-0.09 mol=0.01 mol,数据合理,不符合题意。
26.可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,反应进行的方向相反,且变化量之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态,①正确;
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态,②不正确;
③在反应进行的任何阶段,用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为2∶2∶1,反应不一定达平衡状态,③不正确;
④混合气体的颜色不再改变时,c(NO2)不变,反应达平衡状态,④正确;
⑤混合气体的质量不变、体积不变,则密度始终不变,所以密度不再改变时,反应不一定达平衡状态,⑤不正确;
⑥反应前后气体的物质的量不等,平衡前压强在不断发生改变,当混合气体的压强不再改变时,反应达平衡状态,⑥正确;
⑦混合气体的质量不变,物质的量发生改变,则平衡前混合气体的平均相对分子质量不断发生改变,当平均相对分子质量不再改变时,反应达平衡状态,⑦正确;
综合以上分析,①④⑥⑦正确,故选A。
27.高炉炼铁的原料是焦炭和Fe2O3,发生的反应主要有:①;②。 下列有关说法错误的是
A.对于反应②,当CO和CO2的正反应速率相等时,反应达到平衡
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以加快反应速率
C.高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,Fe的产量达到最大
【答案】A
【解析】A.根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,对于反应②,任意时刻CO和CO2的正反应速率相等,故当CO和CO2的正反应速率相等时,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以增大固体和气体的接触面积,从而加快反应速率,B正确;
C.由题干信息可知,反应②是一个可逆反应,可逆反应存在一定的反应限度,故高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO,C正确;
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,反应达到最大限度,则Fe的产量达到最大,D正确;
故答案为:A。
28.一定条件下,合成氨反应中,NH3浓度变化如下图所示。反应刚开始达到化学平衡状态的时刻是
A.10min B.20min C.30min D.40min
【答案】C
【解析】30min以后NH3的浓度开始保持不变,即30min开始反应达到化学平衡,故答案为:C。
29.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:。当、O2、的浓度不再变化时,下列说法中正确的是
A.该反应已达化学平衡状态
B.和O2全部转化为
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.、O2、的浓度一定相等
【答案】A
【解析】A.当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时,表明正、逆反应速率相等,该反应已达化学平衡状态,故A正确;
B.该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,则SO2和O2不可能全部转化为SO3,故B错误;
C.平衡时正反应速率和逆反应速率相等,但反应没有停止,反应速率不等于零,故C错误;
D.SO2、O2、SO3的浓度与初始浓度、转化率有关,则平衡时SO2、O2、SO3的浓度不一定相等,故D错误;
答案选A。
30.硫酸是一种重要的化工产品,目前的重要生产方法是“接触法”,反应原理为2SO2+O22SO3,该反应为放热反应。下列说法正确的是
A.应选择适宜的条件,将SO2和O2全部转化为SO3
B.达到平衡时,正、逆反应速率相等且均为零
C.温度升高,正反应速率降低,逆反应速率增大
D.工业上在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑速率、限度和成本多方面因素
【答案】D
【解析】A.2SO2+O22SO3是可逆反应,不可能SO2和O2全部转化为SO3,故A错误;
B.达到平衡时,正、逆反应速率相等且不等于零,故B错误;
C.温度升高,正逆反应速率均增大,故C错误;
D.工业上在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑速率、限度和成本多方面因素,故D正确;
答案选D。
考点5 化学反应条件的控制
31.关于合成氨工业的说法错误的是
A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
B.工业上一般选择400-500℃的主要原因是让铁触媒的活性大,反应速率快
C.从合成氨的原理出发,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,所以实际工业中往往采用常压
D.为了防止催化剂“中毒”,原料气需要经过净化
【答案】C
【解析】A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,提高经济效益,故A正确;
B.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,该催化剂在400-500℃时活性最大,因此合成氨反应的温度控制在400-500℃,故B正确;
C.合成氨反应为气体体积减小的反应,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,综合考虑以上影响因素,实际工业中采用压强:2107~5107Pa,故C错误;
D.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,原料气中含有杂质的气体可能会造成催化剂中毒而活性减弱,因此原料气需要经过净化处理,故D正确;
答案选C。
32.工业制硫酸中的一步重要反应是在400~500℃下的催化氧化:。这是一个正反应放热的可逆反应。若反应在恒容密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.达到平衡时,正、逆反应速率均为零
B.其他条件不变时,向容器内充入Ne,的生成速率会增大
C.使用合适的高效催化剂,可以实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】D
【解析】A.达到平衡时,正、逆反应速率相等但不为零,A错误;
B.其他条件不变时,向恒容容器内充入Ne,各组分浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.可逆反应不能进行到底,使用合适的高效催化剂,不能实现的完全转化,C错误;
D.通过调控反应条件,可以使反应向生成方向进行,提高该反应进行的程度,D正确;
故选D。
33.I.NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:N2O4(g)⇌2NO2(g)。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(1)下列可以说明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A. B.
C.容器内气体的颜色不再变化 D.混合气体的压强不再变化
(2)在温度为T的条件下,向该恒容密闭容器中充入随时间的变化曲线如图所示。
①1~4四个点中,v正=v逆的点有 。
②反应进行到16min时,N2O4的转化率是 。
③下列措施能使该反应速率加快的是 (填标号)。
A.增大NO2的浓度 B.增大容器体积
C.加入合适的催化剂 D.恒容条件下充入He
II.已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下,请回答下列问题
实验序号
反应温度
加入0.1mol/L
Na2S2O3溶液的体积
加入0.1mol/L
H2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
℃
mL
mL
mL
s
①
20
2
2
0
t1
②
40
2
V1
0
t2
③
20
1
2
V2
t3
(3)实验①②研究的是 对化学反应速率的影响,V1= 。
(4)实验①③研究的是 对化学反应速率的影响,V2= 。
(5)t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
【答案】(1)CD
(2)1、2 75% AC
(3)温度 2
(4)浓度 1
(5)t3>t1>t2
【解析】(1)A.c(N2O4):c(NO2)=1:2,不能判断浓度是否再发生变化,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应达到平衡,正逆反应速率比等于系数比,v正(N2O4)=2v逆(NO2)反应不平衡,故不选B;
C.容器内气体的颜色不再变化,说明NO2浓度不变,反应一定达到平衡状态,故选C;
D.反应前后气体系数和不同,压强是变量,混合气体的压强不再变化,反应一定达到平衡状态,故选D;
选CD;
(2)①反应达到平衡,正逆反应速率相等,v正=v逆的点有1、2;
②反应进行到16min时,c(NO2)=0.06 mol·L-1,则c(N2O4)减小0.03 mol·L-1,N2O4的转化率是×100%=75%;
③A.反应物浓度增大,反应速率加快,增大NO2的浓度,反应速率加快,故选A;
B.增大容器体积,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选B;
C.催化剂加快反应速率,加入合适的催化剂,反应速率加快,故选C;
D.恒容条件下充入He,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选D;
选AC;
(3)实验①②反应温度不同,研究的是温度对化学反应速率的影响,为了控制变量,溶液体积应当相同,故V1=2;
(4)实验①③反应温度相同,实验③中加入0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积更小,为了保证H2SO4浓度不变,溶液总体积不变,故V2=1,实验①③研究的是浓度对化学反应速率的影响;
(5)实验①②相比,浓度相同,反应②温度更高,反应速率更快,t1>t2,实验①③相比,反应温度相同,故t1、t2、t3由大到小的顺序是t3>t1>t2。
34.硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是,正反应放热。一定条件下,恒容密闭容器中发生该反应,各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。
(1)反应开始至20分钟,的平均反应速率为 。
(2)图中点,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(3)反应进行到第 分钟时恰好达到平衡,结合图像分析,能说明转化成的反应在该条件下达到限度的证据是 。
(4)下列说法错误的是_______。
A.上述条件下,不可能地转化为
B.升高温度,可以实现的完全转化
C.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
D.使用催化剂可以增大反应速率,提高生产效率
(5)硫酸厂产生的尾气中含有少量。双碱法脱硫的原理示意图如下:
①可以循环使用的物质是 (写化学式)。
②理论上,过程Ⅲ中消耗氧气时,过程Ⅰ中吸收的物质的量是 。
【答案】(1)
(2)>
(3)50 50分钟后随时间变化,二氧化硫、三氧化硫和氧气的浓度保持不变,且不为0
(4)B
(5) 2
【解析】(1)反应开始至20分钟,的平均反应速率为。
(2)图中点反应还未达到平衡状态,反应正向进行,正反应速率>逆反应速率。
(3)反应进行到第50分钟时各物质浓度不再变化,恰好达到平衡,结合图像分析,能说明转化成的反应在该条件下达到限度的证据是50分钟后随时间变化,二氧化硫、三氧化硫和氧气的浓度保持不变,且不为0。
(4)A.该反应为可逆反应,存在一定限度,上述条件下,不可能地转化为,A正确;
B.可逆反应,存在限度,升高温度,也不可以实现的完全转化,B错误;
C.通过调控反应条件,可以使反应向正反应或逆反应方向移动,提高该反应进行的程度,C正确;
D.使用催化剂可以增大反应速率,缩短反应时间,提高生产效率,D正确;
故选B。
(5)①过程Ⅰ发生的反应为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,过程Ⅱ发生的反应为:Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH,过程Ⅲ发生的反应为:2CaSO3+O2=2CaSO4,可以循环使用的物质是NaOH;
②过程Ⅰ是发生反应为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,过程Ⅱ发生的反应为:Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH,过程Ⅲ发生的反应是2CaSO3+O2=2CaSO4,可得关系式2SO2~2Na2SO3~2CaSO3~O2,消耗1mol氧气时消耗2molCaSO3,由硫元素守恒得到吸收二氧化硫的物质的量为2mol。
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