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第六章 化学反应与能量 (讲义及答案)(1)

一、选择题1.298K时,合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,在该温度下,取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器内反应。

下列说法正确的是( ) A.在有催化剂存在的条件下,反应放出的热量为92.4 kJB.有无催化剂该反应放出的热量都为92.4 kJC.反应放出的热量始终小于92.4 kJD.若再充入1 mol H2,到达平衡时放出的热量应为92.4 kJ【答案】C【解析】该反应为可逆反应,正向不可能进行到底,所以1 mol N2和3 mol H2反应放出的热量始终小于92.4 kJ,C正确。

2.下列过程中ΔH小于零的是( )A.Ba(OH)2与 NH4Cl 固体混合B.氯化铵分解得氨气C.碳酸钙分解得二氧化碳D.实验室制备氢气【答案】D【分析】根据常见的放热反应有:所有的物质燃烧、金属与酸或水反应、中和反应、铝热反应、绝大多数化合反应等;常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),Ba(OH)2•8H2O与氯化铵的反应。

【详解】ΔH小于零的反应为放热反应。

A.Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl混合反应,是吸热反应,选项A不符合;B.氯化铵受热分解得氨气和氯化氢,属于吸热反应,选项B不符合;C.碳酸钙高温受热分解得二氧化碳和碳酸钙,属于吸热反应,选项C不符合;D.实验室制备氢气是利用金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,属于放热反应,选项D 符合;答案选D。

3.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论,其中合理的是A.铝的金属活动性比铁强,则铝制品比铁制品更易锈蚀B.水和过氧化氢的组成元素相同,则二者的化学性质相同C.Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8,由此得出离子的最外层电子数均为8D.同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率更快,说明催化剂可以改变反应速率【答案】D【详解】A.铝的金属活动性比铁强,但铝制品比铁制品更耐腐蚀,因为在铝制品表明能形成一层致密的氧化膜,A错误;B.水和过氧化氢的组成元素相同,二者的化学性质不相同,B错误;C.Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8,但离子的最外层电子数不一定均为8,例如铁离子等,C错误;D.同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率更快,说明催化剂可以改变反应速率,D正确;答案选D。

4.工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示,下列说法正确的是( )A.合成氨的正、逆反应的焓变相同B.若使用催化剂,生成等量的NH3需要的时间更短C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有非极性键的氨气分子D.合成氨反应中,反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量【答案】B【详解】A.在可逆反应中,正反应和逆反应的焓变数值相同,但符号相反,A错误;B,使用催化剂,化学反应速率加快,生成等量的NH3需要的时间更短,B正确;C.N原子和H原子吸引电子的能力不同,形成的是极性键,C错误;D.根据图示,合成氨反应是放热反应,因此反应物断键吸收的能量小于生成物形成键释放的能量,D错误;答案选B。

5.化学反应中能量变化,通常表现为热量的变化,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量,在化学上叫做吸热反应。

其原因是A.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量B.反应物所具有的总能量低于生成物具有的总能量C.在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应D.在化学反应中需要降温的反应就是放热反应【答案】B【分析】【详解】如果反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应,反之是吸热反应,答案选B。

6.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。

7.某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液研究原电池,并对实验进行了拓展,以下实验记录错误的是A.铜片上有气泡产生,锌片逐渐溶解B.电子在溶液中从Cu电极流向Zn电极C.把铜片换成石墨,实验现象相同D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液,电流计指针依然偏转【答案】B【分析】以Zn和Cu为电极,稀硫酸为电解质溶液构成的原电池中,金属锌做负极,金属铜做正极。

【详解】A. 铜片正极上会析出氢气即有气泡产生,负极锌片逐渐溶解,故A不选;B. 电子不能经过电解质,而是沿导线从负极流向正极,故B选;C. 把铜片换成石墨,仍具备原电池的构成条件,会产生电流,锌做负极,石墨做正极,电极上生成氢气,故C不选;D. 以Zn和Cu为电极,硫酸铜为电解质溶液,发生的氧化还原反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,仍具备原电池的构成条件,可以形成原电池,会产生电流,故D不选;故选:B。

8.在密闭容器中进行下列反应:X2(g) +Y2(g)⇌2Z (g)。

已知X2、Y2和Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应在一定条件下达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )A.Y2为0.2mol·L-1B.Z为0.3mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1【答案】B【详解】A.若Y2为0.2mol·L-1,Y2减少0.1mol·L-1,根据方程式,消耗X2 0.1mol·L-1,则X2的浓度0,可逆反应不可能彻底进行,故不选A;B.若Z为0.3mol·L-1,Z增加0.1mol·L-1,根据方程式,消耗X2 0.05mol·L-1、消耗Y20.05mol·L-1,则平衡时X2的浓度为0.05mol·L-1、Y2的浓度为0.25mol·L-1,符合可逆反应的特征,故选B;C.若X2为0.2mol·L-1,X2增加0.1mol·L-1,根据方程式,消耗Z 0.2mol·L-1,则Z的浓度0,可逆反应不可能彻底进行,故不选C;D.若Z为0.4mol·L-1,Z增加0.2mol·L-1,根据方程式,消耗X2 0.1mol·L-1、消耗Y2 0.1mol·L-1,则平衡时X2的浓度为0、Y2的浓度为0.2mol·L-1,可逆反应不可能彻底进行,故不选D;选B。

9.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═0.5mol/(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=0.5mol/(L•min)×32=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=0.5mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min);显然③>①>②,故选C。

10.2 mol A与2 mol B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+z D(g);若2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是() A.v(C)=v(D)=0.2 mol·L-1·s-1B.z=3C.B的转化率为75%D.反应前与2 s后容器的压强比为4∶3【答案】C【详解】2s后A的转化率为50%,则反应的A为2mol×50%=1mol,则2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),开始(mol)2 2 0 0转化(mol)1 1.5 1 0.5z2s(mol) 1 0.5 1 0.5zA.v(C)==0.25 mol·L-1·s-1=v(D),故A错误;B.因反应速率之比等于化学计量数之比,由A可知,z=2,故B错误;C.B 的转化率为×100%=75%,故C正确;D.反应达2 s时,容器内总物质的量为n A+n B+n C+n D=1 mol+0.5 mol+1 mol+1 mol =3.5 mol。

故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5,压强比为4∶3.5,D项错误;答案选C。

11.某化学反应2X(g) Y(g)+Z(g)在4种不同条件下进行,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:实验序号时间浓度温度01020304050601800 ℃ 1.00.800.670.570.500.500.502800 ℃ 1.00.600.500.500.500.500.503800 ℃c0.920.750.630.600.600.604820 ℃ 1.00.400.250.200.200.200.20下列说法不正确的是( )A.c>1.0B.实验2可能使用了催化剂C.实验3比实验2先达到化学平衡状态D.前10分钟,实验4的平均化学反应速率比实验1的大【答案】C【详解】A.实验3达到平衡X的浓度大于实验1,温度相同,达到平衡说明X起始浓度C大于1.0mol/L,故A正确;B.实验2和实验1达到相同的平衡状态,但实验2所需时间短说明可能使用了催化剂,催化剂改变反应速率不改变化学平衡,故B正确;C.依据图表数据分析,实验3在40min时X浓度不变达到平衡,实验2在20min时达到平衡,实验2达到平衡快,故C错误;D.实验4和实验1在10分钟都未达到平衡,依据化学反应速率概念计算,实验1X的反应速率=1.0/0.8/10mol L mol Lmin-=0.02mol/L•min,实验4X的反应速率=1.0/0.4/10mol L mol Lmin-=0.06mol/L•min,所以实验4反应速率大于实验1,故D正确;故选C。

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