第六章 化学反应与能量（综合检测）
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )
2.将20 mL 0.5 mol·L-1盐酸与块状大理石反应,下列措施不能提高化学反应速率的是( )
A.加入10 mL 3 mol·L-1盐酸 B.给反应的混合物加热
C.将所用的块状大理石研磨成粉末 D.加入10 mL蒸馏水
3.在2 L密闭容器中,发生以下反应: 2A(g)+B(g)══2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1,则10 s时,容器中B的物质的量是( )
A.1.6 mol B.2.8 mol
C.2.4 mol D.1.2 mol
4.在容积固定的容器中,对于反应A(g)+B(g)3C(g)(正反应为放热反应),下列叙述为平衡状态标志的是( )
①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等
②外界条件不变时,A、B、C浓度不随时间变化
③体系的分子总数不再变化
④体系的压强不再变化
A.①②③ B.①④ C.②③④ D.①②③④
5.下列不属于可逆反应的是( )
A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3,同时NH3又可以分解为N2和H2
C.电解水生成H2和O2,氢气与氧气转化为H2O
D.SO2溶于水和H2SO3分解
6.在H2与Cl2生成HCl的反应中,已知断裂1 mol H—H吸收的能量为a kJ,断裂1 mol Cl—Cl吸收的能量为b kJ,形成1 mol H—Cl放出的能量为c kJ,则生成1 mol HCl放出的能量为( )
A.(c-a-b) kJ B.(a+b-c) kJ
C.(2c-a-b) kJ D.(2c-a-b) kJ
7.已知2SO2+O22SO3为放热反应,下列说法正确的是( )
A.O2的能量一定高于SO2的能量
B.SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C.SO2的能量一定高于SO3的能量
D.因该反应为放热反应,故不必加热就可以发生
8.下列说法正确的是( )
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
②放热反应在常温下一定很容易发生
③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
④有的放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应也能继续进行
A.③④ B.①② C.①②③④ D.②③④
9.为了探究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验,其中叙述不正确的是( )
A.将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应,两者反应速率相等
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应,大理石粉反应更快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下,发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,向其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管,产生氧气的速率不同
10.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g) 恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)N2O4(g) 恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s) 恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g) 反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
11.如图所示为800 ℃时,A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,下列结论不正确的是( )
A.发生的反应可表示为2A(g)2B(g)+C(g)
B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.开始时,正、逆反应同时开始
D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1
12.在密闭容器中进行反应:X2(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-1 B.c(Y2)=0.5 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1 D.c(Y2)=0.6 mol·L-1
13.已知空气-锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 ，石墨:O2+2H2O+4e-4OH-
根据此判断,锌片是( )
A.负极,并被氧化 B.负极,并被还原
C.正极,并被氧化 D.正极,并被还原
14.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是( )
A.碱性锌锰电池 B.锂离子电池
C.铅酸蓄电池 D.镍氢电池
15.在如图所示装置中,观察到电流表指针发生偏转,M棒变粗,N棒变细,P为电解质溶液。由此判断下列M、N、P所代表的物质可以成立的是( )
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(9分)(1)锂空气电池比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力,是传统锂离子电池容量的10倍,其工作原理如图所示。放电时,b电极为电源的 极,电极反应式为 。
(2)汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可发生反应4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),一定温度下,向容积固定的2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①0~10 min内该反应的平均速率v(CO)= 。
②恒温恒容条件下,不能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
A.容器内混合气体的颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
17.(8分)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理如下:
粗硅冶炼:①SiO2+2CSi+2CO↑。
精炼硅:②Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3+H2Si+3HCl。
有关的化学反应与能量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)①是________反应,②是________反应,③是________反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
18.(12分)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和石墨棒,电解质溶液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2══4LiCl+S+SO2↑。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为_______,发生的电极反应为____________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_____________________。
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,生成Na2SO3和NaCl。如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是__________________________________________,反应的化学方程式为______________________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是______________________________。
19.(12分)(1)在恒温条件下,将一定量X和Y的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。
图1
图2
①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示) 。
②A、B、C、D四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。
(2)如图2是可逆反应X2+3Y22Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是 。
A.t1时,只有正方向反应在进行 B.t2时,反应达到最大限度
C.t2~t3,反应不再进行 D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
(3)t ℃时,将2 mol SO2和1 mol O2通入容积为2 L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2 min时反应达到平衡,此时测得反应物O2还剩余0.8 mol。
从反应开始到化学平衡,生成SO3的平均反应速率为 ;平衡时SO2的转化率为 。若将物质的量之比为1∶1的SO2和O2的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%,SO2的转化率为 。
20.(14分)在容积为10 L的密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,850 ℃时发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
(1)CO和H2O的浓度变化如图所示,则0~4 min的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
(2)如图中4~5 min之间该反应 (填“处于”或“不处于”)平衡状态,判断理由 。
(3)判断该反应达到平衡的依据是 。
A.CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D.正、逆反应速率都为零
(4)一定条件下,使绝热恒容密闭容器中的反应达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列得出的结论正确的是 。
A.反应在C点达到平衡状态 B.反应物浓度:A点小于B点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1=Δt2时,CO的转化率:AB段小于BC段
参考答案及解析：
一、选择题
1.D 解析：没有对比实验,A错误;催化剂不同,温度不同,无法比较,B错误;前者没有催化剂,后者有催化剂,且温度不同,无法比较,C错误;只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,D正确。
2.D 解析:增大反应物浓度、加热、增大固体的表面积都能增大反应速率,加水稀释会降低反应物的浓度,使反应速率变小。
3.B
4.D 解析：①同一物质的正、逆反应速率相等,说明已达平衡;②浓度不变,说明已达平衡;③④由于该反应是一个气体分子数改变的反应,没有达到平衡之前,压强是改变的,分子总数也是改变的,只有平衡了,两者才不会改变,故①②③④均正确。
5.C 解析:可逆反应指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,电解水生成氢气和氧气,氢气与氧气点燃生成水,反应条件不同,不是可逆反应。
6.D 7.B 8.A
9.A 解析：影响化学反应速率的因素有很多,外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外,光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。A项中由于镁的活动性比铝强,故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。
10.D
11.C 解析：根据图像知,反应过程中A的浓度减小,B、C浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)+C(g),A项正确;前2 min,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1,B项正确;开始时加入的物质为A和B,没有C,C项错误;根据图像知,2 min时,A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.1 mol·L-1,故A、B、C的浓度之比为2∶3∶1,D项正确。
12.B 解析：若反应向正反应方向进行,0.1 mol·L-1 X2与0.3 mol·L-1 Y2完全转化可生成0.2 mol·L-1 Z,这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 mol·L-1;若反应向逆反应方向进行,0.2 mol·L-1 Z全部分解转化生成0.1 mol·L-1 X2和0.3 mol·L-1 Y2,这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 mol·L-1,Y2的浓度应小于0.6 mol·L-1。
13.A 解析：由电极反应:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2可知,Zn失去电子被氧化,作电源的负极。
14.A 解析:碱性锌锰电池属于一次电池,不属于可充电电池,A项符合题意;锂离子电池、铅酸蓄电池、镍氢电池属于可充电电池,B、C、D三项不符合题意。
15.C
二、非选择题
16.答案：(1)正 O2+2H2O+4e-4OH- (2)①0.03 mol·L-1·min-1 ②C
解析：(1)电池放电时属于原电池,电极a为Li电极,为负极,发生氧化反应,b为正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。
(2)①v(CO)=v(NO2)=2×=0.03 mol·L-1·min-1。
②容器内混合气体的颜色不再变化,说明二氧化氮的浓度不变,即反应达到平衡状态,A项正确;因反应前后的气体分子数不一样,所以容器内的压强保持不变,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B项正确;容器内混合气体的密度始终保持不变,C项错误。
17.答案:(1)吸热 放热 吸热 (2)小于
解析:(2)因为反应②是放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
18.答案:(1)Li Li-e-══Li+ (2)2SOCl2+4e-══4Cl-+S+SO2↑
(3)出现白雾,有刺激性气味的气体生成 SOCl2+H2O══SO2↑+2HCl↑
(4)构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应,且SOCl2也能与水反应
19.答案：(1)①Y2X ②B、D (2)BD (3)0.1 mol·L-1·min-1 20% 80%
20.答案：(1)0.03 (2)处于 反应物的浓度不再随时间的延长而发生变化 (3)AC (4)D
