2.6《化学反应与能量》章节基础测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)
1.已知可逆反应2SO2+O2 2SO3,当生成2 mol SO3时放出的热量为Q,现将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下反应生成SO3放出的热量为Q1,则( )
A.Q1=Q B.Q1
2.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)。下列说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,化学反应速率不变
B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol Ar,化学反应速率增大
C.保持容器内压强不变,向其中加入1 mol Ar,化学反应速率不变
D.保持容器内压强不变,向其中加入1 mol H2,化学反应速率将发生变化
3.下列有关原电池的说法中正确的是( )
A.在外电路中,电子由负极经导线流向正极
B.在内电路中,电子由正极经电解质溶液流向负极
C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生
D.原电池工作时,一定不会伴随着热能变化
4.金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质,在100 kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收1.9 kJ的热量。下列说法不正确的是( )
A.石墨比金刚石稳定
B.金刚石和石墨的物理性质相同
C.1 mol金刚石比1 mol石墨的总能量高
D.1 mol金刚石完全燃烧释放的能量比1 mol石墨完全燃烧释放的能量多
5.在反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)中可使反应速率增大的措施是( )
①压缩体积,增大压强 ②增加碳的量
③通入CO2 ④恒压下充入N2
⑤恒容下充入N2 ⑥通入CO
A.①③⑤ B.②④⑥
C.①③⑥ D.③⑤⑥
6.下列说法正确的是( )
A.需要加热的反应一定是吸热反应
B.X(s) Y(s)是放热反应,则X比Y稳定
C.等量的硫蒸气和固态硫分别完全燃烧,后者放出的热量更多
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
7.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,则下列叙述正确的是( )
A.该反应的化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)
B.到达t1 s时该反应停止
C.(t1+10)s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,也在t1时刻达到平衡
8.一定温度下,一定体积的容器中加入一定量的A(s)发生反应:3A(s) B(g)+2C(g),下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是( )
①v逆(B)=2v正(C)
②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C
③容器中的压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤B的体积分数不再变化
⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化
A.①②③ B.②③④
C.④⑤ D.①⑤⑥
9.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
10.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.工业上,合成氨反应N2+3H2 2NH3的微观历程如图所示。用、、分别表示N2、H2、NH3。下列说法正确的是( )
A.①→②催化剂在吸附N2、H2时,形成新的化学键
B.②→③形成N原子和H原子是放热过程
C.①→⑤N2和H2全部化合成氨气
D.使用合适的催化剂,能提高合成氨反应的速率
12.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2 Fe3O4)的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.Fe极为电池正极
B.KOH溶液为电池的电解质溶液
C.电子由多孔碳极沿导线流向Fe极
D.每5.6 g Fe参与反应,导线中流过1.204×1023个e-
13.研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,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,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验混合溶液 A B C D E F
4 mol/L H2SO4溶液(mL) 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液(mL) 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O(mL) V7 V8 V9 V10 10 0
下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后,除实验A外,其余实验中的金属呈暗红色
B.V1=30,V6=10
C.加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D.硫酸铜的量越多,产生氢气的速率肯定越快
14.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.锌筒是原电池的正极
B.石墨电极上发生氧化反应
C.铵根离子流向石墨电极
D.电子经石墨沿电解质溶液流向锌筒
15.将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了( )
A.该反应是吸热反应
B.该反应是放热反应
C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应
D.硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(16分)Ⅰ.已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。每次实验稀盐酸的用量均为25.00 mL,锌的用量均为6.50 g。
(1)在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;(Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
(2)实验①记录如下(换算成标准状况):
时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30~40 s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0~10 s)为 ,可能原因是 。
③反应速率最小的时间段为 ,可能原因是 。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸中分别加入等体积的下列物质以减慢反应速率,在不影响产生H2总量的情况下,你认为可行的是 (填相应字母)。
A.蒸馏水
B.NaNO3溶液
C.NaCl溶液
D.CuSO4溶液
E.Na2CO3溶液
Ⅱ.某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,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。甲同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。受甲同学的启发乙同学提出了另一种方案,你猜想乙同学的方案是 。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中需要测量的数据是 。
17.(14分)Ⅰ.某温度时,在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为 。
(3)4 min时,反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”),8 min时,v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1盐酸的烧杯中,该铝片与盐酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因用化学方程式解释为 。
(2)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。
(3)向溶液中加入(或改用)下列物质,能加快上述化学反应速率的是 。
A.蒸馏水
B.浓盐酸
C.饱和氯化钠溶液
D.将铝片改用铝粉
E.将盐酸改为98%的浓硫酸
18.(10分)化学电源在生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)根据构成原电池的本质判断,下列方程式正确且能设计成原电池的是 。
A.KOH+HCl KCl+H2O
B.Cu+Fe3+ Fe2++Cu2+
C.Na2O+H2O 2NaOH
D.Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
(2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了如下两个实验(图Ⅰ、图Ⅱ中除连接的铜棒不同外,其他均相同)。有关实验现象,下列说法正确的是 。
A.图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ中的示数
B.图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等,且均高于室温
C.图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面
D.图Ⅱ中产生气体的速率比图Ⅰ快
(3)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,若该电池中两电极的总质量为80 g,工作一段时间后,取出二者洗净,干燥后称重,总质量为54 g,则产生氢气的体积为 mL(标准状况)。
(4)将铝片和镁片用导线连接后放入氢氧化钠溶液中,形成原电池,负极的电极反应式为 。
19.(12分)道路千万条,安全第一条,行车不规范,亲人两行泪。减少交通事故除遵守交通法规、正确驾驶外,安全措施也极为重要。汽车的安全气囊内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生分解或发生反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾驶员和乘客的安全。
请回答下列问题:
(1)下列判断正确的是 。
A.道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关
B.NH4NO3、KNO3中含有化学键的类型相同
C.NaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应
D.NaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸
(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
②若爆炸过程中有30 mol非极性键形成(一对共用电子对应一个化学键),则反应放出的热量为 kJ(用含a、b的代数式表示),消耗叠氮化钠的质量为 g。
(3)若安全气囊内充的是叠氮化钠和硝酸钾,撞击时发生的反应是10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑。若该反应的氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子的物质的量是 mol,同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是 。
20.(8分)某同学做如下实验,以探究反应中的能量变化。
(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是 热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是 热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式: 。
(3)根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该 生成物的总能量。
参考答案：
1-5BDABC
6-10DCBAD
11.D
12.B
13.AB
14.C
15.BC
16.
Ⅰ.(1)③ ④
(2)①0.056 mol·L-1·s-1 ②40~50 s 该反应是放热反应,该段时间内温度较高 ③90~100 s 盐酸浓度降低,反应速率减小
(3)AC
Ⅱ.(1)反应产生气泡快慢或反应完成的先后或试管壁的冷热程度 控制阴离子相同,排除阴离子不同造成的干扰 通过活塞的移动观察,相同时间内产生气体量的多少 (2)收集40 mL气体所需要的时间
17.
Ⅰ.(1)2A B (2)0.05 mol/(L·min) (3)否 =
Ⅱ.(1)Al2O3+6HCl 2AlCl3+3H2O
(2)反应放热,溶液温度升高,反应速率加快 (3)BD
18.
(1)D
(2)AD
(3)8 960
(4)Al-3e-+4OH- Al+2H2O
19.
(1)BD
(2)①放热 ②2.5(a-b) 487.5
(3)1 SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害
20.
(1)放 吸
(2)2Al+6H+ 2Al3++3H2↑
(3)低于
