高中化学关于化学反应与能量的练习题和答案(2)
高中化学关于化学反应与能量的练习题和答案
高中化学关于化学反应与能量的单元练习题
一、选择题(本题包括12个小题，每小题4分，共48分)
1.下列关于化学反应的速率和限度的说法不正确的是( )
A.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
B.影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等
C.化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
D.决定反应速率的主要因素是反应物的性质
【解析】选C。化学平衡状态的标志是正反应速率和逆反应速率相等、反应物和生成物浓度不再发生变化时的状态，浓度相等不意味着浓度不再发生变化。
2.下列关于化学反应能量变化的说法正确的是( )
A.化学反应中既有物质变化又有能量变化
B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C.反应物的总能量与生成物的总能量一定相等
D.H2 SO4与NaOH的反应是吸热反应
【解析】选A。化学键断裂时需要吸收热量，而形成化学键时要释放热量，B选项错误;任何一个化学反应中都存在能量变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等，C选项错误;酸碱中和反应都是放热反应，D选项错误。
3.(2010•南京高一检测)将纯锌片 和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述不正确的是( )
A.两烧杯中锌片均部分溶解
B.甲中铜片是正极，乙中锌片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速率乙比甲慢
【解析】选B。本题考查学生对原电池的形成条件，正、负极，电极反应和反应现象的判断能力。乙中未形成闭合电路，不能构成原电池，只是锌直接跟稀硫酸反应。而甲中构成了原电池，铜为正极，锌为负极，产生H2的速率比乙快，因此A、C、D正确，B错误。
4.加热KClO3晶体制取氧气时，可以作为催化剂的正确组合是：①Mn ②MnO2 ③KMnO4 ④K2MnO4 ( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.②
【解析】选D。本题很容易错选B，原因是认为在加热时，Mn可以被氧气氧化成MnO2，KMnO4可以分解成MnO2，都可以催化KClO3晶体分解而加快反应速率。但是催化剂在反应 前后质量和化学性质不变。Mn和KMnO4虽然可以加快KClO3晶体的分解速率，但由于它们都变成了MnO2，所以它们并不是催化剂。
在判断和使用“催化剂”时，要明确以下内容：
(1)催化剂可以改变化学反应速率，其含义包括两方面：一是加快化学反应速率;二是减慢化学反应速率。
(2)催化剂在化学反应前后质量不变，化学性质不变，但物理性质可能改变(例如形状可能由块状变成粉末状)。
(3)催化剂本身参与化学反应。
(4)催化剂可以改变化学反应速率，但不能改变反应的结果，即如果一个化学反应不能发生，即使加入催化剂也不能发生。
【解析】选C。当反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，即同一种物质的生成速率与分解速率相等。用不同物质表示的反应速率，必须用“化学反应速率之比等于化学计量数之比”换算成同一种物质的反应速率，才能比较。
6.(2010•福州模拟)将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中，下列叙述正确的是
A.过一段时间，Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为：
2Cl--2e-====Cl2↑
【解析】选A。铁钉用饱和食盐水浸泡后，形成原电池，发生吸氧腐蚀。铁作负极，电极反应式为：2Fe-4e-====
2Fe2+，铁中的碳 作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-====
4OH-，因为试管内的氧气被部分吸收，使试管内压强降低，所以Ⅱ试管中的导管内水柱上升。当铁表面生成铁锈时，可以阻止铁和水、氧气的接触，而且氧气的量越来越少，所以铁钉被腐蚀的情况随时间的延长而逐渐减慢。
7.某学生用纯净的Cu与过量浓HNO3反应制取NO2，实验结果如图所示，对图中曲线的描述正确的是( )
A.OA段表示开始时，反应速率稍慢
B.AB段表示反应速率较快，可能因为产物有催化作用
C.BC段表示反应速率最快，在该时间内收集到的气体最多
D.OC线表示随时间增加，反应速率逐渐增大
9.(2009•全国卷Ⅱ)2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ•mol-1 CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)
+2H2O(l) ΔH=-890 kJ•mol-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
【解析】选 B。设H2、CH4的物质的量分别为x、y。则x+y=5,571.6x/2+890y=3 695,解得x=1.25 mol;
y=3.75 mol，两者比为1∶3，故选B项。
10.(多选)下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【解析】选A、C。铜锌原电池中，Zn活泼， 是负极，Cu是正极，A正确。电解精炼粗铜的过程是：粗铜 Cu2+ 精铜，粗铜为阳极，B不正确。电镀铜时：Cu Cu2+ Cu(附着在镀件上)，铜作阳极，C正确。电解稀H2SO4制H2、O2时，阳极应该使用惰性电极。若用Cu作阳极，则阳极上Cu失电子：Cu-2e- Cu2+，得不到O2，D不正确。
【解析】选D。A项，Li从零价升至正价，失去电子，Li作为负极，正确;B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确;C项，由于Li可以与水反应，故不能用水溶液作电解质溶液，正确。D项，原电池中阳离子应迁移至正极，故错。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：_ ___________________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是(填序号)
A.反应中M与N的物质的量之比为1︰1
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
14.(12分)(思维拓展题)某研究学习小组为探究锌与盐酸反应，取同质量、同体积的锌片、同浓度盐酸做了下列平行实验：
实验一、把纯锌片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化如图所示：
实验二、把纯锌片投入到含FeCl3的同浓度工业稀盐酸中，发现放出氢气量减少。
实验三、将不纯的锌片与稀盐酸反应，发现反应速率加快。
实验四、在盐酸中滴入几滴CuCl2溶液，同样生成氢气速率加快。
问题：
(1)试分析实验一中t1～t2速率变化的主要原因是_____，
t2～t3速率变化的主要原因是__________。
(2)实验二放出氢气量减少的原因是 ________。
(3)某同学认为实验三和四反应速率加快原因，均因为原电池的存在，你认为是否正确，若不正确，说明原因。若正确写出原电池的正、负极及电解质溶液。
【解析】(1)从图中可知速率曲线从t1时某一高度上升到t2后下降，这与盐酸的浓度随反应进行，t1→t2→t3逐渐减小，速率也应逐渐减小矛盾。然而事实就是这样。如何从影响反应速率的其他外界因素——压强、温度、催化剂角度去分析呢?从反应本质和反应外界条件来看，压强、催化剂(没加入催化剂)的影 响均可排除。温度的影响是重点和关键。这就要看我们在做实验的时候，是否认真、细心观察所发生的一切现象，并有所感受。若从温度的影响来看肯定是升高了反应体系的温度，且温度升高的影响大于浓度减小的影响，但并没有加热，所以只能是反应本身所产生的热量所致。t2→t3主要是浓度减小占主要影响因素了。
答案：(1)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快
随反应进行，盐酸的浓度减小较大，反应速度减慢
(2)Fe3+ 氧化性大于H+，所 以锌先与Fe3+ 反应，故氢气量减少
(3)正确。实验三：正极：杂质、负极：锌、电解 质溶液：盐酸;实验四：正极：铜、负极：锌、电解质溶液：盐酸。
15.(14分)“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量;1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 k J热量;1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。
(1)写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式：_____________________，
若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量_______890 kJ(填“>”、“=”或“<”)。
(2)忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为_______;燃烧生成的CO2的质量比约为_______。
(3)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作民用燃料，突出的优点是___________。
16.(14分)(2009•天津高考，改造题)
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型
发电装置。如图为电池示意图，该电池电
极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的
能力强，性质稳定，请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要
是______，在导线中电子流动方向为
______(用a、b表示)。
(2)负极反应式为__________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因为_________。
【解析】本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2+O2====2H2O，其中H2中的氢元素从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失去电子生成H+，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)Ⅰ.Li 从零价升至+1价，作还原剂。Ⅱ.H2O中的H从+1价降至H2中的零价，作氧化剂。
答案：(1)由化学能转化为电能 由a到b
(2)2H2+4OH--4e- ====4H2O或
H2+2OH--2e- ====2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2 、O2分子数，加快电极反应速率 (4)Li H2O
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