青海省西宁市沛西中学高中化学第六章 化学反应与能量讲义及答案及答案.docx

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青海省西宁市沛西中学高中化学第六章化学反应与能量讲义及答案及答案

青海省西宁市沛西中学高中化学第六章化学反应与能量（讲义及答案）及答案

一、选择题

1．一定温度时，向2.0L恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）。

经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s

0

2

4

6

8

n（SO3）/mol

0

0．8

1．4

1.8

1.8

下列说法正确的是（）

A．反应在前2s的平均速率v（O2）＝0．4mol·L－1·s－1

B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0L，平衡常数将增大

C．相同温度下，起始时向容器中充入4molSO3，达到平衡时，SO3的转化率小于10%

D．保持温度不变，向该容器中再充入2molSO2、1molO2，反应达到新平衡时

减小

【答案】C

【详解】

A.根据表格中数据可知，当n（SO3）=1.8mol，该反应达到平衡状态，反应在前2s的平均速率v（SO3）=0.8mol÷2L÷2s＝0.2mol·L－1·s－1，同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，v（O2）=0.5v（SO3）=0.5×0.2mol·L－1·s－1=0.1mol·L－1·s－1，故A错误；

B.化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与压强、物质浓度都无关，故B错误；

C.原平衡，SO2的转化率为1.8mol÷2mol×100%＝90%。

若起始时向容器中充入2molSO3时，将建立等效平衡，SO3的转化率等于10%，相同温度下，起始时充入4molSO3，相当于对原平衡加压，SO3的转化率减小，应小于10%，故C正确；

D.保持温度不变，向该容器中再充入2molSO2、1molO2，相当于缩小容器的体积，增大了压强，平衡正向移动，三氧化硫的物质的量增加，氧气的物质的量减少，所以

增大，故D错误。

故选C。

2．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应

，下列不能说明该反应已达到平衡状态的是（）

A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率

B．混合气体的颜色不再改变

C．反应容器中的压强不随时间的变化而变化

D．混合气体的平均摩尔质量保持不变

【答案】A

【详解】

A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率之比等于2:

1时，反应达到平衡状态，符合题意，A正确；

B．NO为无色，NO2为红棕色，当混合气体的颜色不再改变，说明NO2的浓度不变，即反应达到平衡状态，不符合题意，B错误；

C．反应前后气体的化学计量数之和不相等，随着反应的进行，容器中的压强不断变化，当容器中的压强不再改变时，说明反应已达到平衡状态，不符合题意，C错误；

D．反应前后气体的化学计量数之和不相等，气体的质量始终不变，随着反应的进行，气体的物质的量不断变化，当气体的物质的量不再改变时，混合气体的平均摩尔质量不再变，说明反应已达到平衡状态，不符合题意，D错误；

答案选A。

【点睛】

混合气体的平均摩尔质量=

。

3．对于可逆反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O（g），下列叙述正确的是

A．达到平衡时，4v（O2）正=5v（NO）逆

B．达到平衡状态后，NH3、O2、NO、H2O（g）的物质的量之比为4:

5:

4:

6

C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大

D．若单位时间生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

【答案】A

【详解】

A．达到平衡时，4v（O2）正=5v（NO）逆，说明正逆反应速率相等，选项A正确；

B．到达平衡时，反应混合物的物质的量关系与起始投入量及转化率有关，达到化学平衡时，NH3、O2、NO、H2O（g）的物质的量之比不一定为4∶5∶4∶6，选项B错误；

C．达到平衡状态时，若增加容器体积，相当于减小压强，则反应速率减小，选项C错误；

D．若单位时间生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都是指正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，则反应不一定达到平衡状态，选项D错误。

答案选A。

4．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。

5．反应2SO2+O2

2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mo1/（L.s），则这段时间为（）

A．0.1sB．2.5sC．5sD．10s

【答案】C

【详解】

根据反应方程式2SO2+O2

2SO3，一段时间后SO3的浓度增加了0.4mol•L-1，那么氧气的浓度必然减少0.2mol•L-1，根据v（O2）=

=0.04mol•L-1•s-1，t=5s，故选C。

6．关于碳和碳的氧化物知识网络图（图中“→”表示转化关系，“…”表示相互能反应）说法正确的是（）

A．“C…CO2”的反应是放热反应

B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应

C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳

D．“CO2⇌H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证

【答案】C

【详解】

A．C和CO2的反应是吸热反应，故A错误；

B．“CO→CO2”的反应可以是

，是化合反应，也可以是

，也不属于置换反应，故B错误；

C．检验二氧化碳使用澄清的石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故C正确；

D．二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不能使酚酞溶液变色，故“CO2⇌H2CO3”的反应不可用酚酞试剂验证，故D错误；

故选C。

7．原电池是化学电源的雏形。

关于如图所示原电池的说法正确的是

A．能将电能转化为化学能

B．电子从锌片经导线流向铜片

C．锌片为正极，发生氧化反应

D．铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－=Cu

【答案】B

【分析】

Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此解答。

【详解】

Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，

A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；

B.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故B正确；

C.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，负极上发生失去电子的氧化反应，故C错误；

D.原电池中，铜为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑，故D错误；

故答案选：

B。

8．将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔性碳棒）持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

则下列说法正确的是

A．OH－由A端移向B端

B．0＜V≤22.4L时，电池总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋KOH=KHCO3＋2H2O

C．22.4L＜V≤44.8L时，负极电极反应为：

CH4＋9CO32-＋3H2O－8e－=10HCO3-

D．V＝33.6L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH－）

【答案】C

【解析】

【分析】

n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。

【详解】

A、燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，在原电池中阴离子向负极移动，OH-由B端移向A端，故A错误；

B、当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B错误；

C、当22.4L＜V≤44.8L，1mol＜n（CH4）≤2mol，则1mol＜n（CO2）≤2mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C正确；

D、当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，则c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D错误；

故选C。

【点晴】

本题考查了燃料电池的工作原理重要考点，计算要求的综合性较强，本题难度较大。

解答本题，要理清思路：

燃料电池中，通入燃料的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。

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：

①vA═1mol/（L•min） ，②vC═0.5mol/（L•min）， ③vB═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。

①vA=1mol/（L•min）；

②vC=0.5mol/（L•min），由3A（g）+B（g）═2C（g），则转化为A表示的反应速率vA=0.5mol/（L•min）×

=0.75mol/（L•min）；

③vB=0.5mol/（L•min），由3A（g）+B（g）═2C（g），则转化为A表示的反应速率vA=0.5mol/（L•min）×3=1.5mol/（L•min）；

显然③＞①＞②，故选C。

10．反应2NO（g）+2H2（g）═N2（g）+2H2O（g）中，每生成7gN2放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v=k•cm（NO）•cn（H2）（k、m、n待测），其反应包含下列两步：

①2NO+H2═N2+H2O2（慢）

②H2O2+H2═2H2O（快）

T℃时测得有关实验数据如下：

序号

c（NO）/mol•L-1

c（H2）/mol•L-1

速率/mol•L-1•min-1

Ⅰ

0.0060

0.0010

1.8×10-4

Ⅱ

0.0060

0.0020

3.6×10-4

Ⅲ

0.0010

0.0060

3.0×10-5

Ⅳ

0.0020

0.0060

1.2×10-4

下列说法错误的是

A．整个反应速度由第①步反应决定

B．正反应的活化能一定是①＜②

C．该反应速率表达式：

v=5000c2（NO）•c（H2）

D．该反应的热化学方程式为2NO（g）+2H2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-664kJ•mol-1

【答案】B

【解析】

【详解】

A．①2NO+H2═N2+H2O2（慢），②H2O2+H2═2H2O（快），反应历程中反应慢的决定反应速率，整个反应速度由第①步反应决定，故A正确；

B．反应①难以进行，说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是①＞②，故B错误；

C．比较图表Ⅰ、Ⅱ数据可知NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，Ⅲ、Ⅳ数据分析，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大到4倍，据此得到速率方程，v=Kc2（NO）•c（H2），依据Ⅰ中数据计算K=5000，则速率方程v=5000c2（NO）•c（H2），故C正确；

D．反应2NO（g）+2H2（g）═N2（g）+2H2O（g）中，每生成7gN2放出166kJ的热量，生成28gN2放热664KJ，热化学方程式为：

2NO（g）+2H2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-664kJ•mol-1，故D正确；

故选B。

11．反应：

2X（g）+Y（g）

2Z（g）在不同温度和压强下的产物Z的物质的量和反应时间t的关系如图所示，下列判断正确的是（）

A．P1>P2T1>T2ΔH<0

B．P1>P2T1

C．P1T2ΔH>0

D．P10

【答案】A

【详解】

根据温度对反应速率的影响可知，压强均为P2时，温度越高，反应速率越大，则达到平衡用的时间越少，曲线的斜率越大，故有：

T1＞T2；

根据压强对反应速率的影响可知，温度均为T2时，压强越大，反应速率越大，则达到平衡用的时间越少，曲线的斜率越大，先拐先平压强大，故有：

P1＞P2，

比较T1P2与T2P2两曲线，温度越高Z物质的量越少说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H＜0；

故答案为A。

【点睛】

图象问题解题步骤：

（1）看懂图象：

①看面（即弄清纵坐标与横坐标的意义）；②看线（即弄清线的走向和变化趋势）；③看点（即弄清起点、拐点、交点、终点的意义）；④看是否要作辅助线（如等温线、等压线）；⑤看定量图象中有关量的多少；

（2）联想规律：

联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

12．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案（FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1mo1・L-1），最合理的方案是

A．方案1B．方案2C．方案3D．方案4

【答案】D

【详解】

KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2+和I2，反应的离子方程式为2Fe3++2I-═2Fe2++I2，反应后的溶液中加入CCl4，如有机层呈紫红色，则说明生成碘；向含Fe3+的溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色，这是Fe3+的特殊反应，所以可滴加KSCN溶液，溶液显血红色，发生Fe3++3SCN-═Fe（SCN）3，就说明Fe3+没有反应完，故D正确。

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0.84g阳极材料参与反应，则阴极会有168mL（标准状况）的气体产生

D．若图甲燃料电池消耗0.36g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）=

=0.015mol，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）=

=0.015mol，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．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：

16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。

下列说法错误的是

A．电池工作时，正极可发生反应：

2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

【答案】D

【详解】

A．原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的多少可能发生多种反应，其中可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故A正确；B．原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C．石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D．电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误；答案为D。

15．在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：

2A（g）+B（s）

C（g）+D（g），下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（）个

①容器内温度不变②混合气体的密度不变③混合气体的压强不变

④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C（g）的物质的量浓度不变

⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：

1：

1⑦某时刻v（A）＝2v（C）且不等于零

⑧单位时间内生成nmolD，同时生成2nmolA

A．4B．5C．6D．7

【答案】C

【详解】

①该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；

②由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，恒容容器中混合气体的密度增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态；

③该反应反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，混合气体的压强不变说明反应达到平衡；

④由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态；

⑤C（g）的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；

⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2:

1:

1，A、C、D三种气体的浓度之比为2:

1:

1时反应不一定达到平衡状态；

⑦某时刻υ（A）=2υ（C）且不等于零，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；

⑧单位时间内生成nmolD一定消耗2nmolA，同时生成2nmolA，A的浓度不变说明反应达到平衡状态；

能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个，答案选C。

【点睛】

本题考查化学平衡的标志，化学平衡的标志是：

逆向相等，变量不变。

“逆向相等”指达到平衡时同一物质表示的正、逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态；“变量不变”指可变物理量不变是平衡的标志，不变物理量不变不能作为平衡的标志。

注意本题中的B呈固态以及容器为绝热容器。

16．对于可逆反应4NH3+5O2

4NO+6H2O（g）,下列叙述正确的是（）

A．达到平衡状态，2v正（NH3）=3v逆（H2O）

B．单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

D．反应达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%

【答案】D

【详解】

A.反应处于平衡状态时，不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比为正反应速率之比，2v正（NH3）=3v逆（H2O），不能说明该反应到达平衡状态，A项错误；

B.若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都表示反应向正向进行，反应自始至终都是1:

1，不能说明到达平衡，B项错误；

C.达到平衡时，若减小容器体积，压强增大，正逆反应速率都增大，C项错误；

D.可逆反应进行不到底，达到平衡时，反应物的转化率一定小于100%，D项正确；

答案选D。

17．将V1mL1.0mol•L-1NaOH溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示（实验中始终保持V1+V2=50mL）。

下列叙述正确的是

A．做该实验时环境温度为22℃

B．该实验表明热能可以转化为化学能

C．HCl溶液的浓度约是1.5mol•L-1

D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

【答案】C

【详解】

A．由图可知，温度为22℃时，已经加入了5mLNaOH溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；

B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；

C．由图可知，NaOH溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c（NaOH）=V2c（HCl），解得c（HCl）为1.5mol•L-1，故C正确；

D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；

故选C。

18．一定条件下，物质的量均为0.3mol的X（g）与Y（g）在容积固定的密闭容器中发生反应：

X（g）+3Y（g）

2Z（g）ΔH=-akJ•mol-1，下列说法正确的是

A．达到平衡后，向平衡体系中充入稀有气体，正反应速率不发生变化

B．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1：

1

C．达到平衡时，反应放出0.1akJ的热量

D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡

【答案】A

【详解】

A．容积固定的密闭容器，充入稀有气体，X、Y、Z的浓度均不变，则正逆反应速率不变，故A正确；

B．反应起始时X与Y的物质的量相等，但X与Y按物质的量1:

3进行反应，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比应大于1：

1，故B错误；

C．由方程式的化学计量数可知，X是过量的，又物质的量与热量成正比，若0.3molY全部参与反应，反应放出