《化学反应与能量》《化学反应速率和化学平衡》综合练习题.docx
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《化学反应与能量》《化学反应速率和化学平衡》综合练习题
《化学反应与能量》、《化学反应速率和化学平衡》综合练习题
第Ⅰ卷(选择题)
1.“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。
科学家最近的研究表明,大量使用“E85”可能导致大气中O3含量上升,将会对人体造成更直接的伤害。
寻找新化石燃料替代能源成为化学工作者研究的新课题。
下列各项描述中正确的是( )
A.等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等
B.推广使用乙醇汽油是为了减少温度气体排放
C.“E85”是由两种物质组成的混合物
D.O3与O2互为互素异形体
2.现有以下几种措施:
①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤作燃料;③煤燃烧时鼓入足量空气;④开发清洁能源。
其中能减少酸雨产生的措施是( )
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
3.下列说法不正确的是( )
A.在化学反应进行的过程中放出或吸收的热量称为反应热
B.对于吸热反应,反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量
C.在25℃、101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时,所放出的热量叫做该物质的燃烧热
D.在稀溶液中,1mol酸跟1mol碱发生中和反应所放出的热量叫做中和热
4.已知H—H键能为436kJ·mol-1,N—H键能为391kJ·mol-1,根据化学方程式:
N2+3H2
2NH3 ΔH=-92.4kJ·mol-1 则N≡N键的键能是( )
A.431kJ·mol-1 B.946kJ·mol-1
C.649kJ·mol-1 D.869kJ·mol-1
5.下列热化学方程式中的ΔH最小的是( )
A.NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l) ΔH1
B.NaOH(aq)+
H2SO4(aq)==
Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2
C.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)==CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH3
D.NaOH(aq)+
H2SO4(浓)==
Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH4
6.“能源分类相关图”如图所示,四组能源选项中全部符合图中阴影
部分的能源是( )
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、生物能、天然气
C.太阳能、风能、沼气
D.地热能、海洋能、核能
7.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4bkJ·mol-1
B.C2H2(g)+
O2(g)==2CO2(g)+H2O(l) ΔH=2bkJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2bkJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=bkJ·mol-1
8.下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)==SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH>0
9.下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是( )
A.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为:
NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.4kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)==C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.已知2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
D.已知2C(g)+2O2(g)==2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)==2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
10.将V1mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合
均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(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.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
11.盖斯定律认为:
不管化学过程是一步完成或分为数步完成,这个过程的热效应是相同的。
已知:
H2O(g)==H2O(l) ΔH1=-Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)==C2H5OH(l) ΔH2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3kJ·mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
12.①1000K时,A
B+C;②500K时,D
E+F。
它们的反应速率关系正确的是( )
A.①>② B.①<② C.①=② D.无法确定
13.已知:
C(s)+CO2(g)
2CO(g) ΔH>0。
该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是( )
A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强
14.下列事实中,不能用勒·夏特列原理解释的是( )
A.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B.在FeSO4溶液中加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D.工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
15.如图为装有活塞的密闭容器,内盛22.4mLNO,若再通入11.2mLO2(气体
体积均在标准状况下测定),保持温度、压强不变,则容器内的密度( )
A.等于1.369g·L-1 B.等于2.054g·L-1
C.在1.369g·L-1和2.054g·L-1之间 D.大于2.054g·L-1
16.可逆反应2NO2
2NO+O2在密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间生成nmolO2,同时生成2nmoolNO ②单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmolNO2 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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.③④⑤
17.如图所示,曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)
Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。
若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行
,可采取的措施是( )
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.加催化剂
D.增大体积
18.将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g)+aQ(g),达到平衡时生成0.8molZ,测得Q的浓度为0.4mol/L,下列叙述错误的是( )
A.a的值为2 B.平衡时X的浓度为0.2mol/L
C.平衡时Y的转化率为60% D.平衡时Z的体积百分含量为20%
19.下列说法中正确的是( )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③活化分子比普通分子具有较高的能量 ④催化剂降低了反应的活化能 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 ⑥升高温度和使用催化剂都提高了活化分子的百分数
A.①③④⑤ B.②③⑥ C.③④⑤⑥ D.②④⑤
20.在一定温度下体积恒定的密闭容器中,充入2molA和1molB发生如下反应:
2A(g)+B(g)
xC(g),达到平衡后C的体积分数为a%;若在相同条件下,x分别为2或3时,均按起始物质的量为0.6molA、0.3molB、1.4molC充入容器中,分别达到平衡状态,两平衡状态中C的体积分数为( )
A.两者都小于a% B.两者都大于a% C.两者都等于a% D.无法确定
第Ⅱ卷(非选择题)
21.试回答下列中和热测定的有关问题:
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50mol/L的盐酸、0.55mol/L的NaOH溶液,尚缺少的实验用品是____________。
(2)实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL,各溶液密度为1g/cm3,生成溶液的比热容
c=4.19J/(g·℃),实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃。
试推断中和热的计算式:
___________。
22.气体A由C、H、F、S中的三种元素组成。
将标准状况下,1.12L的气体A在过量的O2中完全燃烧,恢复原状态,放出QkJ的热量。
已知气态生成物全都被过量的Ca(OH)2溶液吸收,可以得到6.95g沉淀。
再取相同条件下的1.12L气体A装入一个薄膜袋里,袋和气体的总质量为2.20g。
(已知CaSO3、CaF2、CaCO3常温难溶于水)
(1)根据上述数据估算,A的相对分子质量不会大于__________。
(2)通过计算、分析可确定A的化学式为___________。
(3)薄膜袋的质量为____________。
(4)写出该条件下A在O2中燃烧的热化学方程式:
____________________________。
23.质量为8.00g的某气体,含有3.01×1023个分子,其分子是由碳和氢两种元素的原子构成,实验测得1mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳,能放出890kJ的热量。
(1)写出该气体的化学式,并写出其完全燃烧的热化学方程式。
(2)0.60g该气体完全燃烧放出的热量能使500g20℃的水温度升高多少?
(已知水的比热容是4.20×103J·kg-1·℃-1)
24.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
□SiO2+□C+□N2
□Si3N4+□CO
(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);
(2)该反应中的氧化剂是________,其还原产物是________;
(3)该反应的平衡常数表达式为K=________;
(4)若知上述反应为放热反应,则其反应热ΔH________零(填“大于”“小于”或“等于”);升高温度,其平衡常数值________(填“增大”“减小”或“不变”);
(5)若使压强增大,则上述平衡向________反应方向移动(填“正”或“逆”);
(6)若已知CO生成速率为v(CO)=18mol·(L·min)-1,则N2消耗速率为v(N2)=___mol·(L·min)-1。
25.在某一容积为2L的密闭容器中,加入0.6molNH3,在一定条件下发生如下反应:
2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH=+93kJ/mol,反应中NH3的变化如图2—4所示。
(1)在图上作出H2的变化曲线
(2)根据上图数据,反应开始至达到
平衡时,平均速率v(N2)为________。
(3)升高温度,容器中气体的平均相对分子质量将________;保持其他条件不变,向容器中再充入0.6molNe,NH3的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)如图所示,第10分钟时,若把容器压缩为1L,则NH3的变化曲线为________。
26.如图所示,A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。
关闭K2,将等量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始
时,A、B的体积相同。
[已知:
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0]
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成N2O4的速率是vA________vB(填“>”“<”或“=”);若打开活塞K2,气球B将________(填“变大”“变小”或“不发生变化”)。
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率
________
(填“>”“<”或“=”);若通入等量的氖气,则达到平衡时A中NO2的转化率将________,B中NO2的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”,上同)。
(3)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,________中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6gNO2,达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5,则平衡时N2O4的物质的量为________。
27.在恒温恒容的密闭容器中通入1molN2和xmolH2发生如下反应:
N2+3H2
2NH3。
达到平衡后,测得反应放出的热量为18.4kJ,混合气体的物质的量为3.6mol,容器内的压强变为原来的90%。
(1)起始时充入H2的物质的量为________mol。
(2)该反应的热化学方程式为_____________________________。
(3)若起始加入N2、H2、NH3的物质的量分别为a、b、c,达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同。
①若维持反应向正方向进行,则起始时c的取值范围是________________;
②若c=2mol,在相同条件下达到平衡时,该反应吸收的热量为____________kJ。
【参考答案】
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
B
D
C
A
A
D
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
D
A
B
D
B
C
B
C
C
21.
(1)温度计、量筒(两个)
(2)
或ΔH=-16.72(t2-t1)kJ/mol
22.
(1)44
(2)CH4F (3)0.50g
(4)2CH3F(g)+3O2(g)
2CO2(g)+2HF(g)+2H2O(l) ΔH=-40QkJ·mol-1
23.
(1)CH4;CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1
(2)15.9℃
24.
(1)3 6 2 1 6
(2)N2 Si3N4
(3)
(或
)
(4)小于 减小
(5)逆
(6)6
25.
(1)如右图。
(2)0.0125mol/(L·min)
(3)减小 不变
(4)C
26.
(1)< 变小
(2)> 不变 变小 (3)A (4)0.02mol
27.
(1)3
(2)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-9.20kJ/mol
(3)①0≤c<0.4mol ②73.6
【思路点拨】
1.单位质量的“E85”和汽油的燃烧热不同,A错误;乙醇是可再生的能源,汽油是不可再生的能源,乙醇汽油是为了缓解石油资源的过度开发,B错误;汽油本身就是混合物,“E85”应该是至少由三种物质组成的混合物。
2.煤燃烧时鼓入空气只能使煤充分燃烧但不能减少SO2。
3.A项,符合反应热的概念;B项,反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量,则反应吸热;反之,则反应放热;C项,符合燃烧热的概念;D项,中和热是指在稀溶液中酸碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量,不是指1mol酸与1mol碱发生反应放出的热量。
4.化学反应的热效应:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
5.放出的热量越多,ΔH越小,选项D中,因浓H2SO4在与H2O作用的过程中要释放出热量,放出的热量最多,ΔH最小。
6.天然气属于化石能源,核能不是来自于太阳。
7.放热反应中ΔH<0,所以B、D错误。
生成1molCO2时放出bkJ的热量,所以,生成4molCO2时放出的热量为4bkJ,所以A正确。
8.根据题图①可以看出,等量的石墨和金刚石完全燃烧时所放出的能量,前者小于后者,所以石墨比金刚石稳定,则石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;同理看图②,红磷比白磷要稳定,B选项错误;根据图③,等量的S(g)和S(s)完全燃烧时所放出的能量,前者放出的能量高于后者,所以ΔH1<ΔH2;依据图④可以看出,CO(g)和H2O(g)所具有的能量要大于CO2(g)和H2O(g)所具有的能量,所以此反应是放热反应,ΔH<0。
9.A项中ΔH应为“-”。
能量越高越不稳定。
C项表示H2燃烧时H2O应为液态。
10.A项为5mLHCl和45mLNaOH反应后温度为22℃;C项HCl和NaOH溶液物质的量浓度相同,恰好反应,HCl和NaOH体积相同,图象应对称;D项Ba(OH)2晶体和NH4Cl晶体反应有水生成,但为吸热反应。
11.23g酒精为0.5mol,汽化吸热0.5Q2,0.5mol酒精生成H2O(l)1.5mol,液化放热1.5Q1,故23g酒精液体完全燃烧放出的热量应为:
(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ。
12.本题考查的是影响化学反应速率的因素,因为这两个反应的反应物不相同,因此这两个反应的速率不能直接比较。
13.该反应为正向气体体积增大的吸热反应。
14.勒夏特列原理只适用于平衡体系,而B中存在反应为2Fe3++Fe==3Fe2+
15.据2NO+O2==2NO2,若生成物恰好为NO2,其密度为2.054g·L-1,因存在2NO2
N2O4,故密度大于2.054g·L-1。
16.化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等。
①中当成生nmolO2时,必然同时生成2nmolNO。
在任何时刻均是这样。
所以不是平衡状态的标志;
②中单位时间内生成nmolO2时,由方程式可知必然消耗2nmolNO2,这样单位时间内NO2的消耗量和生成量相等,达到平衡状态;
③中只要是只针对正反应或是只针对逆反应,在任何时刻都有这个比值关系;
④中混合气中只有NO2有颜色,呈现红棕色,当混合气体的颜色不再改变时,表示NO2的浓度不再改变,表明达到平衡状态;
⑤中由于反应物和生成物均是气体,由质量守恒定律得反应前后混合气体质量保持不变,而密闭容器的体积不变,所以混合气体密度保持不变。
由以上可知,任意时刻,混合气体的密度保持不变。
所以⑤不是达到平衡状态的标志;
⑥中
,保持不变,由于反应前后气体物质的量发生变化,当M不变时,n(总)不再改变,表明达到平衡状态。
17.本题图象的含义是,施加条件后使化学反应速率加快,但化学平衡不移动,X的平衡转化率不变。
催化剂能加快可逆反应的化学反应速率而不影响化学平衡,不影响反应物的平衡转化率。
18.达到平衡时,Z为0.8mol,Q为0.8mol,根据反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g)+aQ(g),可得a=2。
反应消耗0.4molX,1.2molY,达到平衡时X为1.6mol,浓度为0.8mol·L-1。
Y的转化率为(1.2mol/2mol)×100%=60%。
Z的体积百分含量为(0.8mol/4mol)×100%=20%。
19.只有活化分子发生的有效碰撞才能使化学反应发生。
20.当x=2时满足完全等效,当x=3时满足等比等效。
23.
可确定该有机物为CH4。
根据 CH4 ~ ΔH
16.00g 890kJ
则
,根据
得
。
24.本题是一道主要考查化学反应速率和化学平衡的综合题。
(1)用化合价升降法配平
3SiO2+6C+2N2
1Si3N4+6CO
N2为氧化剂,C为还原剂,Si3N4为还原产物。
(2)因为N2、CO为气体,
;
反应热用ΔH来表示,ΔH<0,升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动,K减小,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动。
速率之比等于化学计量数之比,则N2消耗速率为
。
26.
(1)A容器是恒温恒容,随着反应的进行,气体的压强将变小,B气球是恒温恒压,故B中的压强大于A,其反应速率也大于A;当打开K2时,由于B中压强大于A,故B中的气体将压入A中,气球B将变小。
(2)A中再充入NO2,A内的压强增大,平衡正向移动,A的转化率增大,B中压强不变,其转化率不变,故A中的转化率大于B;A中通入氖气,反应混合物各成分的分压不变,浓度不变,平衡不移动。
B中通入氖气,为了保持总压不变,气球体积变大,反应混合物各成分的浓度减小,平衡逆向移动,NO2转化率减小。
(3)由于该正向反应是一个放热反应,A被套上绝热层后,随着反应的进行,反应体系温度升高,平衡逆向移动,NO2浓度增大,颜色要深一些。
(4) 2NO2
2N2O4
起始量/mol 4.6/46 0
变化量/mol 2x x
平衡量/mol 0.1-2x x
x=0.02mol。
27.
(1)由pV=nRT知,同温同体积条件下,气体总物质的量与气体压强成正比,则3.6mol/(1mo