浙江省安吉县上墅私立高级中学高中化学化学第六章 化学反应与能量 的专项培优易错试卷练习题及答案
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浙江省安吉县上墅私立高级中学高中化学化学第六章化学反应与能量的专
项培优易错试卷练习题及答案
一、选择题
1.锌—空气电池(原理如右图)适宜用作城市电动车的动力电源。
该电池放电时Zn转化为ZnO。
该电池工作时下列说法正确的是
A.氧气在石墨电极上发生氧化反应
B.该电池的负极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
C.该电池放电时OH-向Zn电极移动
D.若Zn电极消耗6.5 g,外电路转移0.1 mol e-
【答案】C
【详解】
A.氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.锌作负极,碱性条件下,负极上电极反应式为:--2
Zn-2e+2OH=ZnO+H O,故B错误;
C.原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,即OH-向Zn电极移动,故C正确;D.若Zn电极消耗6.5 g,外电路转移0.2 mol e-,故D错误;
故选:C。
2.反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为:①v A═1mol/(L•min),②v C═0.5 mol/(L•min),③v B═0.5
mol/(L•min),三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( )
A.②>③>①B.①>②>③C.③>①>②D.②>①>③
【答案】C
【详解】
都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。
①v A=1 mol/(L•min);
②v C=0.5 mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3
2
=0.75 mol/(L•min);
③v B=0.5 mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min);
显然③>①>②,故选C。
3.在密闭容器中进行反应:X 2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()。
A.c(Z)=0.5 mol·L-1B.c(Y2)=0.5 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1D.c(Y2)=0.6 mol·L-1
【答案】B
【详解】
若反应向正反应进行,假定完全反应,则:
X 2(g)+3Y2(g)2Z(g)
起始量(mol/L) 0.1 0.3 0.2
变化量(mol/L) 0.1 0.3 0.2
平衡量(mol/L) 0 0 0.4
若反应逆反应进行,假定完全反应,则:
X 2(g)+3Y2(g)2Z(g)
起始量(mol/L) 0.1 0.3 0.2
变化量(mol/L) 0.1 0.3 0.2
平衡量(mol/L) 0.2 0.6 0
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0<c (Y2)<0.6,0<c(Z)<0.4,B正确、ACD错误;
答案选B。
【点晴】
化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,解答的关键是利用可逆反应的不完全性,运用极限假设法解答。
4.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。
下列结论不正确的是
A.反应开始2分钟内平均反应速率最大
B.反应4~6分钟平均反应速率最小
C.反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
【答案】A
【详解】
A.该曲线斜率表示单位时间内产生二氧化碳的量,即二氧化碳产生速率,由图可知,2~
4min内斜率较大,因此2~4min内平均反应速率最大,故A项结论错误;
B.同A项原理可知,反应4~6min平均反应速率最小,故B项结论正确;
C.随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使反应速率降低,由图象可知,0~2min 反应刚开始,温度较低此时反应速率由氢离子浓度决定,2~4min速率最快,2~4min温度对反应速率起主要作用,开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大,故C项结论正确;
D.反应4min后,温度较高,但此时反应速率降低,是因为随反应进行氢离子浓度降低,故D项结论正确;
综上所述,结论错误的是A项,故答案为A。
5.如图所示进行实验,下列说法不正确的是
A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转
D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+
【答案】B
【详解】
A.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,铜片作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生,故A正确;
B.装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气没有形成原电池,故B错误;
C.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,所以锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,故C正确;
D.装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,锌片的活泼性大于铜片的活泼性,所以锌片作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式:Zn-2e-═Zn2+,故D正确;故选B。
【点睛】
准确理解原电池原理是解题关键,装置甲的锌片与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,装置乙中锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,锌片的活泼性大于铜片的活泼性,所以锌片作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,铜片作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,据此分析。
6.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.因是同一反应,所以用不同物质表示化学反应速率时,所得数值是相同的
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是:时间为1min时,某物质的浓度为
1mol/L
D.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者任何一种生成物浓度的增加
【答案】B
【详解】
A.同一反应,用不同物质表示化学反应速率时,数值比值等于方程式的系数之比,则不一定相等,故A错误;
B.化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢,即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,故B正确;
C.化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是:时间1min内,某物质的浓度变化量为1mol/L,故C错误;
D.化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示,故D错误;
故答案为B。
7.完全燃烧一定质量的无水乙醇,放出的热量为Q,已知为了完全吸收生成的二氧化碳,消耗掉8mol•L-1的氢氧化钠溶液50mL,则1mol无水乙醇的燃烧放出的热量不可能是A.10Q B.10Q~5Q C.大于10Q D.5Q
【答案】C
【详解】
n(NaOH)=0.05L×8mol/L=0.4mol,则由CO2~2NaOH~Na2CO3,可知n(CO2)
=0.2mol,则n(C2H6O)=0.5×n(CO2)=0.1mol,放出的热量为Q,所以1mol乙醇完全燃烧放出的热量为10Q,由CO2~NaOH~NaHCO3可知,n(CO2)=0.4mol,则n(C2H6O)=0.5×n(CO2)=0.2mol,放出的热量为Q,所以1mol乙醇完全燃烧放出的热量为5Q,若二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠和碳酸钠的混合物,则乙醇燃烧放出的热量介于5Q~10Q之间,所以选项C不符合;故答案选C。
8.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
【详解】
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。
9.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.铝片与盐酸的反应B.灼热的碳与CO2的反应
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】B
【详解】
A.金属与酸的反应属于放热反应,故A错误;
B.灼热的碳与CO2的反应为吸热反应,且C元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故B 正确;
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为放热反应,但没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故C错误;
D.甲烷在氧气中燃烧属于放热反应,故D错误;
故选B。
【点睛】
本题考查氧化还原反应和吸热反应,为高考高频考点,侧重反应类型判断的考查。
常见的吸热反应有:Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应、大多数的分解反应、C(或氢气)参加的氧化还原反应等。
10.如图a为在恒温恒容密闭容器中分别充入X、Y、Z三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间的变化。
若从t2开始,每个时刻只改变一个且不同的条件,物质Z的正、逆反应速率随时间变化如图b。
下列说法不正确的是()
A.0~t1内X与Y的平均反应速率之比为3∶2
B.该反应中Z一定为产物
C.该反应的正反应为放热反应
D.t2时刻改变的条件可能是压强或催化剂
【答案】C
【分析】
t1~t2阶段、t2~t3阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,每个时刻只改变一个且不同的条件,t2~t3阶段与t4~t5阶段反应速率加快且平衡不移动,说明分别是使用了催化剂和加压,则反应前后气体体积不变,0~t1时,X减少0.09mol/L,Y增大0.06mol/L,所以Z一定是生成物,且生成0.03mol/L,t3~t4阶段改变的条件只能是降低反应温度,平衡逆向移动,说明正反应吸热,以此分析解答。
【详解】
A. 0~t1min内X与Y的平均反应速率之比等于物质的量浓度的变化量之比,即为:(0.15-
0.06)mol/L∶(0.11-0.05)mol/L=3∶2,故A正确;
B. 由上述分析可知,Z一定是生成物,故B正确;
C. 由上述分析可知,t3~t4阶段改变的条件只能是降低反应温度,平衡逆向移动,说明正反应吸热,故C错误;
D. t1~t2阶段、t2~t3阶段与t4~t5阶段正逆反应速率都相等,每个时刻只改变一个且不同的条件,t2~t3阶段与t4~t5阶段反应速率加快且平衡不移动,说明分别是使用了催化剂和加压,也说明了该反应前后气体体积不变,故D正确;
答案选C。
2NO g N O g,反应每生成1moN2O4 ,放11.已知NO2和N2O4可以相互转化()()
224
出24.2kJ的热量.在恒温条件下,将一定量的NO2和N2O4混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图.下列说法正确的是()
A.前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.02mol/(L·min)
B.图中a、b、c、d四个点中,a、c两点的v正≠v逆
C.反应进行到10min时放出的热量为9.68kJ
D.25min时,导致物质浓度变化的原因是将密闭容器的体积缩小为1L
【答案】B
【分析】
从图中可以看出,25min前,X的浓度变化量为0.4mol/L,而Y的浓度变化量为0.2mol/L,由热化学方程式中的化学计量数关系,可确定X为NO2、Y为N2O4;在25min时,改变某条件,X的浓度突然增大,而Y的浓度不变,所以此时应往密闭容器中充入NO2气体。
【详解】
A.前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.6mol/L-0.2mol/L
10min
=0.04mol/(L·min),A
不正确;
B.图中a、b、c、d四个点中,a、c两点的X、Y浓度都发生变化,此时平衡仍发生移动,所以v正≠v逆,B正确;
C.因为反应由N2O4转化为NO2,所以反应进行到10min时,应吸收热量,C不正确;D.由以上分析可知,25min时,导致物质浓度变化的原因是往密闭容器中充入NO2气体,D不正确;
故选B。
12.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如下图所示,其中的固体电解质是 Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是( )
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b 流向电极a
B.电极b 是正极,O2-由电极 a流向电极b
C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移 4 mol
【答案】C
【详解】
A、电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,故A错误;
B、电极b氧气得电子,生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),故B错误;
C、甲烷所在电极a为负极,电极反应为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,故C正确;
D、1mol O2得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1mol O2-通过时,电子转移
2mol,故D错误;
故选C。
【点晴】
本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用。
瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动.电子在外电路转移,通甲烷气体的为负极,通空气一端为正极,电池总反应为
CH4+2O2=CO2+H2O,正极反应为:O2+4e-=2O2-,负极反应为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。
主要理解电池电解质不是在水溶液中的氧化还原反应,电解质是固体,O2-可以在其中自由移
动,是本题的关键。
13.电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁-次氯酸钠燃料电池,电池总反应为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。
下列说法正确的是
A.图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B.图乙中Cr2O72-向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合,转化成Cr(OH)3除去
C.图乙电解池中,若有0.84 g阳极材料参与反应,则阴极会有168 mL(标准状况)的气体产生
D.若图甲燃料电池消耗0.36 g镁产生的电量用以图乙废水处理,理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【答案】A
【详解】
A.该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,负极反应为Mg-2e-=Mg2+,电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应,则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓,A正确;B.图乙中惰性电极为阴极,Fe电极为阳极,则Cr2O72-离子向金属铁电极移动,与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去,B 错误;
C.图乙的电解池中,阳极反应式是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑,则n(Fe)
=
0.84
56/
g
g mol
=0.015mol,阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L,C错
误;
D.由电子守恒可知,Mg~2e-~Fe2+,由原子守恒可知Fe2+~Fe(OH)3↓,则n(Mg)
=
0.36
24/
g
g mol
=0.015mol,理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g,D
错误;
答案选A。
14.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) x C(g)+2D(g)。
2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,
并测得C的浓度为0.8 mol·L-1。
下列判断错误的是()
A.x=4 B.2 min内B的反应速率为0.1 mol·(L·min)-1 C.混合气体密度不变,则表明该反应已达到平衡状态D.B的转化率为40%
【答案】C
【解析】
【详解】
根据化学平衡三段式列式计算,平衡时C的浓度为0.8 mol·L-1,物质的量为1.6mol
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)
起始量(mol) 3 1 0 0
变化量(mol) 1.2 0.4 1.6 0.8
平衡量(mol) 1.8 0.6 1.6 0.8
依据上式分析计算:
A、根据浓度变化量之比等于化学计量数之比可知x=4,故A正确;
B、2min内B的反应速率=0.4mol/(2L·2min)=0.1 mol·(L·min)-1,故B正确;
C、反应前后气体总质量不变,混合气体密度不变,不能表明该反应已达到平衡状态,故C 错误;
D、 B的转化率=0.4mol/1mol=0.4,即 B的转化率为40%,故D正确;故选C.
【点睛】
本题考查化学平衡的有关计算、转化率的有关计算、平衡状态的判断等,难度中等,注意平衡状态的判断,选择判断的物理量应随反应发生变化,该物理量不再变化,说明到达平衡。
解题关键:依据化学平衡的三段式计算进行分析,结合题中各量列式计算判断;A、利用物质的量之比等于化学计量数之比计算x的值;B、根据平衡浓度的变化量求出速率;
C、容器的容积不变,混合气体的质量不变,密度不变,不能判断是否达到平衡。
D、利用转化率定义计算。
15.工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度的发挥原材料的价值。
下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程:
下列说法不正确
...的是
A.用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B.若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,将不能得到高纯度产品
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+ ,涉及反应:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:2
【答案】A
【详解】
A. Na2CO3溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去,但不能除去表面的铁锈,故A错误;
B.废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子,形成
亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品,其中会混入氧化铁杂质,故B正确;
C.根据B的分析,加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+ ,涉及反
应:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故C正确;
D.根据最终产品为四氧化三铁,其中Fe2+和Fe3+的数目比为1:2,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:2,故D正确;
故选A。
16.直接煤一空气燃料电池原理如图所示,下列说法错误的是()
A.随着反应的进行,氧化物电解质的量不断减少
B.负极的电极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑
C.电极X为负极,O2-向X极迁移
D.直接煤一空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
【答案】A
【详解】
A、氧化物电解质的量不会减少,在电极Y上O2得到电子生成O2-不断在补充,故A错误;
B、由原理图分析可知,其负极反应式为C+2CO32--4e-=3CO2↑,即B正确;
C、原电池内部的阴离子向负极移动,所以C正确;
D、直接煤一空气燃料电池是把化学直接转化为电能,而煤燃烧发电是把化学能转化为热能,再转化为电能,其中能量损耗较大,所以D正确。
正确答案为A。
17.根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断,下列说法正确的是
A.N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B .2 mol O 原子结合生成O 2(g )时需要吸收498 kJ 能量
C .1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ 能量
D .2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ 【答案】C 【分析】
焓变=反应物断裂化学键吸收的能量−生成物形成化学键放出的能
量,N 2+O 2═2NO △H=946kJ/mol+498kJ/mol −2×632kJ/mol=+180kJ/mol ,反应是吸热反应; 【详解】
A. 依据计算分析反应是吸热反应,故A 错误;
B. 原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2molO 原子结合生成O 2(g)时需要放出498kJ 能量,故B 错误;
C. 形成2molNO 放热2×632×J 能量,所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ 能量,故C 正确;
D.无法判断2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量,故D 错误; 故选C 。
18.已知反应:NO 2(g) + SO 2(g)SO 3(g) + NO(g) ,起始时向某密闭容器中通入1 mol NO 2 、
2 mol S 18O 2,.反应达到平衡后,下列有关说法正确的是:
A .NO 2中不可能含18O
B .有1 mol N 18O 生成
C .S 18O 2的物质的量不可能为0. 8 mol
D .SO 2、SO 3、NO 、NO 2均含18O 时,说明该
反应达到平衡 【答案】C 【详解】 A .NO 2(g) + SO 2(g)SO 3(g) + NO(g) 反应到达平衡后,化学平衡是一个动态平衡,故NO 2中可能含18O ,A 错误;
B .NO 2(g) + SO 2(g)
SO 3(g) + NO(g)该反应是可逆反应, NO 2的转化率小于100%,故生成
N 18O 的物质的量小于1mol ,B 错误;
C .反应物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比,又因为NO 2(g) + SO 2(g)SO 3(g)
+ NO(g)这个反应是可逆反应,NO 2的转化率小于100%,故平衡时 S 18O 2的物质的量大于
1.0mol ,C 正确;
D .反应物、生成物的物质的量不在随着时间的改变而改变,当SO 2、SO 3、NO 、NO 2均含
18
O 时,不能说明反应达到平衡,D 错误;
答案选C 。
【点睛】
对应可逆反应,反应物的转化率小于100%,生成物的产率小于100%,化学平衡是一个动态平衡,达到平衡后,同种物质的正、逆反应速率相等且都大于0。
19.向某密闭容器中加入0.3 mol A 、0.l mol C 和一定量的B 三种气体,一定条件下发生如下反应:()
()()3A g B g +2C g 0 ΔH<,各物质的浓度随时间变化如图所示[t 0~t 1阶段
的c (B )变化未画出],下列说法中正确的是( )
A .若t 1=15s ,则用A 的浓度变化表示t 0~t 1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L -l ·s -1
B .t 1时该反应达到平衡,A 的转化率为60%
C .该容器的容积为2L ,B 的起始的物质的量为0.02 mol
D .t 0~t 1阶段,此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ ,该反应的热化学方程式为:
()
()()-13A g B g +2C g H=-50a kJ mol ∆⋅
【答案】B 【详解】
A .t 0~t 1阶段,A 的浓度变化为0.15-0.06=0.09 mol·L -1,t 0~t 1阶段的平均反应速率为
-1-10.09mol/L
=0.006mol L s 15s
⋅⋅,A 错误;
B .t 1时该反应达到平衡, A 的转化率为=0.09/0.15×100%=60%,B 正确;
C .根据反应()
()()3A g B g +2C g 可知,反应达平衡后,∆c(A)=0.09 mol·L -1, ∆c(B)=0.03
mol·L -1,由图像可知反应达平衡后,c(B)=0.05 mol·L -1,所以B 的起始的浓度为0.02 mol·L -1
,B 的起始的物质的量为0.02mol/L×2L=0.04 mol ,C 错误;
D .t 0~t 1阶段,∆c(A)=0.09 mol·L -1,∆n(A)=0.09×2 mol =0.18 mol ,此时放热a kJ ,如果有3mol A 完全反应,放热为50
a 3
kJ ,即()()()-150
3A g B g +2C g H=-
a kJ mol 3
∆⋅,D 错误; 答案选B 。
20.对于反应aA+bB =dD+eE ,该化学反应速率定义为v =
()v A a
=
()v B b
=
()v D d
=
()v E e。
式中
v (X)指物质X=(X=A 、B 、C 、D)的反应速率,a 、b 、d 、e 是化学计量数。
298k 时,测得溶液中的反应H 2O 2+2HI =2H 2O+I 2在不同浓度时化学反应速率v 见下表: 实验编号
1 2 3 4 -1(HI)/(mol L )c ⋅
0.100
0.200 0.300 0.100 -122(H O )/(mol L )c ⋅ 0.100
0.100 0.100 0.200 -11/(mol L s )v -⋅⋅
0.00760
0.0152
0.0228
0.0152
A .实验1、2中,22(H O )v 相等
B .将浓度均为-10.200mol L ⋅的22H O 溶液和HI 溶液等体积混合,则
-110.0304mol L s v -=⋅⋅
C .v 与“HI 和22H O 浓度的乘积”的比值为常数
D .实验4中,反应5s 后22H O 浓度减少了10.0760mol L -⋅ 【答案】C 【详解】
A .实验2中c (HI)>实验1中c (HI),故实验2的v (H 2O 2)大于实验1,故A 项说法错误;
B .将浓度均为0.200 mol•L -1的H 2O 2溶液和HI 溶液等体积混合后,c (H 2O 2)=c (HI)=0.100mol•L -1,则v =0.00760 mol•L -1•s -1,故B 项说法错误;
C .实验1:()()22HI H O v c c =0.00760
0.10.1
⨯=0.76,实验2:
()()22HI H O v c c =0.01520.20.1⨯=0.76,实验3:()()22HI H O v c c =0.0228
0.30.1⨯=0.76,实验4:
()()22HI H O v c c =0.0152
0.10.2
⨯=0.76,因此v 与“HI 和H 2O 2浓度的乘积”的比值为常数,故C
项说法正确;
D .v (H 2O 2)表示的是平均化学反应速率,因此无法计算反应5s 后H 2O 2的浓度变化,故D 项说法错误;
综上所述,说法正确的是C 项,故答案为C 。
二、实验题
21.某化学课外小组的同学通过实验探究认识化学反应速率和化学反应限度
(1)实验一:通过实验室制备2CO 的反应探究外界条件对化学反应速率的影响,下表是实验过程中的数据及相关信息:
2
中的信息可知,影响该化学反应速率的因素有___。
(2)实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
在酸性高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久突然褪色,反应速率明显加快。
①针对上述实验现象,小组同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。
从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是__________的影响。
②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要的试剂最合理的是_____(填字母)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.二氧化锰 D.水
(3)实验三:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
Ⅰ、向5 mL 0.1 mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.1 molL FeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
Ⅱ、向甲中滴加CCl4,充分振荡;Ⅲ、向乙中滴加试剂X。
请回答下列问题:
①步骤Ⅲ中,试剂X是________;
②步骤Ⅱ和Ⅲ中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,该实验现象是__________。
【答案】反应物浓度、反应物接触面积、温度生成的Mn2+对反应有催化作用 B KSCN 溶液Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色,Ⅲ中可观察到溶液变红
【详解】
(1)通过测定收集相同体积CO2气体所需时间反映化学反应速率快慢,根据化学反应速率不同分析化学反应速率的影响因素,由①②或④⑤实验可知,化学反应速率与反应物浓度有关,由①③实验可知,化学反应速率与反应物接触面积有关,由③④实验可知,化学反应速率与温度有关,故答案为:反应物浓度、反应物接触面积、温度;
(2)①影响该反应的反应速率的主要外界因素为:温度、浓度和催化剂,KMnO4与H2C2O4反应生成Mn2+过程中会放热,温度升高会使化学反应速率增大,因为反应速率明显加快,可以考虑催化剂的影响,则生成的Mn2+对KMnO4与H2C2O4反应具有催化作用,能够加快化学反应速率,故答案为:生成的Mn2+对反应有催化作用;
②要想验证锰离子的催化作用,在做对比实验时时加入硫酸锰观察反应速率(产生气泡的快慢)是否变化即可,故答案为B;
(3)①反应有一定的限度,即反应物和产物共存,因反应物中KI明显过量,若要说明反应有一定限度,就需要证明有I2生成,同时有反应物Fe3+存在,利用KSCN溶液检验反应后的溶液里存在Fe3+,故答案为:KSCN溶液;
②当Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色是可知反应后的溶液里有I2,Ⅲ中滴加KSCN 溶液后可观察到溶液变红,可知溶液里存在Fe3+,由此可推出反应存在一定限度,故答案为:Ⅱ中可观察到溶液分层,下层呈现紫红色,Ⅲ中可观察到溶液变红。
22.为了探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某化学兴趣小组的同学做了以下实验。
请回答下列问题:
编号实验操作实验现象
①
分别在试管A、B中加入
5mL5%H2O2溶液,各
滴入2滴1mol/LFeCl3溶液。
待试管中均有适
量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷
水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左
右热水的烧杯中浸泡。
试管A中不再产生气泡;
试管B中产生的气泡量增
多。
②
另取两支试管分别加入5mL5%H2O2溶液和
5mL10%H2O2溶液。
两支试管中均未明显见到有
气泡产生。
(1)实验①的目的是其它条件相同时,探究______条件对H2O2分解速率的影响。
(2)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该组同学达到实验目的,请你用实验中所提供的几种试剂,对上述操作进行的改进是____________________________________。
(3)某同学在50mL一定浓度的H2O2溶液中加入适量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如图所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是____(填字母代号)。
(4)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该化学兴趣小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
请回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察________________________,定性比较得出结论;该实验中将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液的原因是______________________。
②定量分析:用图乙所示装置做对照试验,实验时均以3min时间为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。
实验中需要测量的数据是________________,所需仪器为_______。
(5)通过对上述实验过程的分析,在实验设计时,要考虑_________思想方法的应用。
【答案】温度将两支试管同时
..放入盛有相同温度
....热水的烧杯中,观察产生气泡的速率或
向两支试管中同时
..滴入2.滴.1mol/LFeCl3溶液,观察产生气泡的速率 C 溶液中产生气泡的速率排除Cl−对实验的干扰在同温同压下,反应3min收集气体的体积秒表或计时器控制变量(或对比)
【详解】
(1)根据控制变量法可知,实验①的目的是其它条件相同时,探究温度对H2O2分解速率。