高中化 专题2 化反应与能量转化专项训练 苏教2

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE1学必求其心得，业必贵于专精PAGE化学反应与能量转化专项训练题组一化学反应速率及其影响因素1．一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3。在10s内N2的浓度由5mol·L－1降至4mol·L－1，下列说法正确的是(）A．用NH3表示的化学反应速率为0.1mol·L－1·s－1B．使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率C．增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率D．反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零答案B解析Δc(N2）＝1mol·L－1，则Δc（NH3）＝2mol·L－1,v（NH3)＝eq\f（2mol·L－1，10s）＝0。2mol·L－1·s－1,故A错；对于可逆反应来说，任何一种反应物都不可能完全反应,故D错。2．2SO2(g）＋O2(g）eq\o（，\s\up7(V2O5),\s\do5(△）)2SO3（g)（正反应为放热反应）是工业上制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()A．2molSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要高B．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率C．由于该反应是放热反应,所以降低温度会缩短反应达到化学平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3（g）生成的平均速率v＝eq\f（c2－c1,t2－t1）答案D解析一个确定的化学反应是吸热反应还是放热反应,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，如果反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应，所以2molSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要低，选项A是错误的;加入催化剂会同时改变正、逆反应的化学反应速率，选项B是错误的；降低反应温度会使反应速率降低,将延长反应达到平衡的时间，选项C是错误的;根据化学反应速率的表示方法可判断出选项D是正确的.3．下列说法中可以说明密闭容器中的反应:P（g）＋Q(g)R(g）＋S(g)在恒温下已达平衡状态的是()A．反应容器内压强不随时间变化而变化B．P和S的生成速率相等C．反应容器内P、Q、R、S四者共存D．反应容器内总物质的量不随时间变化而变化答案B解析在该反应中，反应前后的气体总物质的量不变，反应无论是否达到化学平衡，反应容器内压强都不随时间变化而变化,总物质的量也不随时间变化而变化，并且四种物质始终是共存的，正确答案为B。4．可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3(g）,下列能够说明反应已经达到平衡的是（）A．NH3不再分解B．正、逆反应都不在进行C．每生成2个NH3分子的同时，消耗3个H2分子D．每生成2个NH3分子的同时，生成1个N2分子答案D解析反应达到平衡时并没有停止，正、逆反应速率不等于0，A项错；反应开始后，正、逆反应均在持续进行，只是达到平衡时二者速率相等，B项错;消耗H2分子与生成NH3分子都表示的是正反应速率，C项错；生成1个N2分子的同时生成2个NH3分子，正、逆反应速率相等，D项正确。题组二化学反应中的能量变化5．参照反应Br＋H2HBr＋H的能量对应反应过程的示意图,下列叙述中正确的是(）A．正反应为吸热反应B．吸热反应一定要加热后才能发生C．反应物总能量高于生成物总能量D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率答案A解析由图像知反应物的总能量低于生成物的总能量，故正反应为吸热反应，A项正确、C项错误；吸热反应不一定要加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，B项错误;对于任何一个反应而言，升高温度,可以使正反应速率与逆反应速率都加快，D项错误。6．下图是碳和水蒸气发生反应生成CO、H2的途径和三个状态的能量，该反应为吸热反应，试问:eq\o（\x（C＋H2O），\s\do14（E1））eq\o(→，\s\up7（步骤1)）eq\o(\x（C＋2H＋O），\s\do14（E2)）eq\o（→，\s\up7（步骤2）)eq\o(\x（CO＋H2),\s\do14（E3))(1)步骤1、2分别是吸热过程还是放热过程？步骤1：________,步骤2：________。(2)比较E1、E2、E3的大小：______________________________________。答案（1)吸热放热（2）E2〉E3>E1解析由题中转化图可知，步骤1为化学键的破坏过程，要吸收热量，步骤2为化学键的形成过程，要放出热量，且碳和水蒸气反应生成CO、H2为吸热反应，故E2〉E3>E1。题组三原电池基础知识及应用7．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是（）A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B．石墨、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池C．铁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池D．银片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池答案C解析根据原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋可知,Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。8．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应分别是:锌片：2Zn＋4OH－－4e－=2ZnO＋2H2O石墨：2H2O＋O2＋4e－=4OH－下列说法不正确的是()A．电子从石墨经外电路流向锌片B．锌片是负极，石墨是正极C．电极总反应为2Zn＋O2=2ZnOD．该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大答案A解析由电极反应可知：锌片一极发生氧化反应，为负极，石墨一极发生还原反应，为正极,电子在外电路中从负极（Zn片）流向正极（石墨),反应时石墨一极产生OH－,石墨附近溶液c(OH－)增大，pH增大.9．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt­Fe合金为电极材料的海水电池。在这种电池中（）①铝合金是正极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A．②③ B．②④C．①③ D．①④答案A解析其中活泼的一极为负极,即为铝合金，②对；电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对;铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错。10．依据氧化还原反应：2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示.请回答下列问题：(1）电极X的材料是________；电解质溶液Y是_____________________________.(2）银电极为电池的__________极，发生的电极反应式为______________________;X电极上发生的电极反应为________(填“氧化"或“还原”)反应。（3）外电路中的电子________(填“流出”或“流入”）Ag电极.（4）当有1。6g铜溶解时，银棒增重________g。答案(1）CuAgNO3（2)正Ag＋＋e－=Ag氧化（3)流入（4）5。4解析(1）由反应2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，Ag＋在正极上得电子被还原,电解质溶液为AgNO3.(2）正极为活动性比Cu弱的Ag，Ag＋在正极上得电子被还原，电极反应为Ag＋＋e－=Ag,X电极是铜电极,发生氧化反应生成铜离子.(3）外电路中电子从负极Cu沿导线流向正极Ag。(4）设银棒增重为m，根据电池总反应得：Cu～2Ag642161。6gm所以eq\f（64,1。6g)＝eq\f(216,m），解得m＝5.4g。题组四守恒法在原电池中的应用11．对于锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上两极变化是（)①锌片溶解了32。5g②锌片增重32。5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2A．①③B．①④C．②③D．②④答案A解析锌、铜、稀硫酸组成的原电池的电极反应为负极:Zn－2e－=Zn2＋,正极:2H＋＋2e－=H2↑。则计算关系式为Zn~2e－～H21mol2mol1mol0.5mol1mol0。5molm（Zn）＝0。5mol×65g·mol－1＝32.5g,m（H2)＝0。5mol×2g·mol－1＝1g。12．现用如图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1000mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。请回答下列问题：(1)b电极材料为________，其电极反应式为______________________________________.(2）当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为________mol，此时a电极质量________(填“增加”或“减少”)________g。(3）如果将a、b两电极的电极材料对调，U形管中将出现的现象是________________________________________________________________________.答案（1）铜2H＋＋2e－=H2↑(2)0.06减少1。95（3)左端液面下降，右端液面上升解析（1）纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池,由图可知b电极处有氢气生成，则b为铜，为正极;a为锌，为负极；b电极上氢离子得电子生成氢气,其电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(2)当量筒中收集到672mL(标准状况下）气体时，n（H2)＝eq\f（V,Vm）＝eq\f（0.672L，22.4L·mol－1)＝0。03mol，已知b电极上的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，则通过导线的电子的物质的量为0。06mol，a电极上的反应为Zn－2e－=Zn2＋,则溶解的Zn的物质的量为0.03mol，减少的Zn的质量为65g·mol－1×0.03mol＝1。95g。（3)如果将a、b两电极的电极材料对调,则右边为锌,失电子作负极，左边为铜，作正极，氢离子得电子生成氢气，所以U形管中左端液面下降，右端液面上升.题组五电解池的工作原理及应用13．采用惰性电极从NOeq\o\al(－，3）、SOeq\o\al(2－,4)、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中，选出适当的离子组成电解质，对其溶液进行电解.(1)两极分别放出H2和O2,电解质的化学式是____________。（2）阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式是________。（3）两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式是________。答案(1）HNO3、H2SO4、Ba（NO3）2（2)Cu（NO3）、CuSO4、AgNO3（3)BaCl2、HCl14．如下图所示，用a、b两惰性电极电解200mLCuSO4溶液，通电一段时间后，当a极的质量不再增加时,取出洗净干燥后，发现质量增加了6。4g。回答下列问题：(1)标出电源的正负极：c为________，d为________。（2)b极上发生反应的电极反应式为________________，溶液中总的反应方程式为________________________________________________________________________。(3）反应前CuSO4溶液的物质的量浓度为________________________________________，反应后溶液中H＋的浓度为_______________________________________。（均不考虑溶液体积变化)答案(1)负极正极（2)4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2CuSO4＋2H2Oeq\o（=，\s\up7（通电）)2Cu＋2H2SO4＋O2↑(3）0。5mol·L－11mol·L－1解析(1)a极质量增加，说明a极有Cu析出,应为阴极，故c为负极,d为正极.(2）b极－4e－=2H2O＋O2↑。溶液中总的反应方程式为2CuSO4＋2H2Oeq\o（=,\s\up7(通电)）2Cu＋2H2SO4＋O2↑。（3)n(CuSO4)＝n（Cu）＝eq\f（6。4g，64g·mol－1)＝0.1mol，则反应前c(CuSO4)＝eq\f(0.1mol，0。2L）＝0.5mol·L－1。由电解的总反应方程式可知,c(H＋）＝2c(H2SO4）＝2c(CuSO4)＝1mol·L－1。题组六综合应用15．硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:ⅠSO2＋2H2O＋I2=H2SO4＋2HIⅡ2HIH2＋I2（g）Ⅲ2H2SO4=2SO2＋O2＋2H2O(1)分析上述反应，下列判断正确的是________（填字母，下同）。A．反应Ⅲ易在常温下进行B．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强C．循环过程需补充H2OD．循环过程产生1molO2的同时产生2molH2(2）在一定条件下，体积不变的密闭容器中，能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是________。A．混合气体的颜色不再变化B．混合气体的密度不再改变C．反应混合物中各组分物质的浓度相等D．H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1∶2∶1E．容器中气体压强不变（3）一定温度下，向1L密闭容器中加入1molHI（g），发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。①0～2min内的平均反应速率v(HI）＝________。②下列关于化学反应速率的说法正确的是________.A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B．化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示C．在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率不再改变D．增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率③A点的逆反应速率v逆（H2）________(填“大于”“小于"或“等于"）B点的正反应速率v正（H2）.答案（1）C(2)A（3）①0。1mol·L－1·min－1②C③小于解析（1)Ⅰ中生成2molH2SO4需消耗4mol水，而Ⅲ中分解2molH2SO4生成2mol水,所以循环过程中需补充水，Ⅱ为可逆反应,Ⅲ不是可逆反应，所以产生1molO2的同时不会产生2molH2。（3)①v(HI)＝eq\f(0.1mol×2,1L×2min)＝0。1mol·L－1·min－1.③由于B点HI的浓度大于A点浓度，所以B点H2正反应速率大于A点H2的逆反应速率.16．（1）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_______