北京师范大学附属第二中学高中化学第六章 化学反应与能量知识点总结及答案.docx

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北京师范大学附属第二中学高中化学第六章化学反应与能量知识点总结及答案

北京师范大学附属第二中学高中化学第六章化学反应与能量知识点总结及答案

一、选择题

1．反应Ⅰ：

CaSO4（s）＋4CO（g）

CaS（s）＋4CO2（g）ΔH1＝－175.6kJ·mol-1反应Ⅱ：

CaSO4（s）＋CO（g）

CaO（s）＋SO2（g）＋CO2（g）ΔH2＝＋218.4kJ·mol-1假设某温度下，反应Ⅰ的速率（v1）小于反应Ⅱ的速率（v2），则下列反应过程能量变化示意图正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】D

【详解】

反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，因为B、C两图中反应Ⅰ的生成物总能量高于反应物总能量，而反应Ⅱ的生成物总能量低于反应物总能量，则B、C错误。

由题意知：

反应Ⅰ的速率（v1）小于反应Ⅱ的速率（v2），则反应Ⅰ的活化能较大，则A错误、D正确，故选D。

2．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。

该电池工作时，下列说法正确的是（　　）

A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的碱性增强D．溶液中Cl－向正极移动

【答案】C

【分析】

镁、过氧化氢和海水形成原电池，镁做负极发生氧化反应，过氧化氢在正极上发生还原反应，过氧化氢做氧化剂被还原为OH-，溶液pH增大，原电池中阴离子移向负极。

【详解】

A．组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，不是正极，故A错误；

B．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，发生还原反应，故B错误；

C．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，电极反应为，H2O2+2e-=2OH-，故溶液pH值增大，故C正确；

D．溶液中Cl－移动方向与同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动，故D错误；

答案选C。

3．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。

4．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=

。

5．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。

6．下列反应属于氧化还原反应，而且△H＞0的是（）

A．铝片与稀H2SO4的反应B．

与

的反应

C．灼热的木炭与CO2的反应D．甲烷在O2中的燃烧反应

【答案】C

【详解】

A．铝片与稀H2SO4的反应中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；反应发生放出热量，反应属于放热反应，故△H＜0，A不符合题意；

B．

与

反应吸收热量，属于吸热反应；反应过程中元素化合价没有发生变化，故反应属于非氧化还原反应，B不符合题意；

C．灼热的木炭与CO2反应产生CO，反应发生吸收热量；反应过程中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应，C符合题意；

D．甲烷在O2中的燃烧，放出热量，属于放热反应；反应过程中有元素化合价的变化，因此反应属于氧化还原反应，D不符合题意；

故合理选项是C。

7．在密闭容器中进行如下反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g），已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是

A．SO2为0.4mol/L

B．SO2为0.25mol/L

C．SO2、SO3均为0.15mol/L

D．SO3为0.4mol/L

【答案】B

【分析】

该反应为可逆反应，若该反应从正反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3mol/L、0mol/L，若该反应从逆反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L，由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定小于最大浓度，以此来解答。

【详解】

A项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，故A错误；

B项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，大于0，则可能为0.25mol/L，故B正确；

C项、SO3、SO2浓度均为0.2mol/L，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只能是一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L，故C错误；

D项、由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4mol/L，故D错误。

故选B。

【点睛】

本题考查可逆反应，注意可逆反应的特点为不完全转化性，学会利用极限转化的思想来分析物质的最大浓度，但实际浓度一定小于最大浓度是解答关键。

8．如图a为在恒温恒容密闭容器中分别充入X、Y、Z三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化。

若从t2开始，每个时刻只改变一个且不同的条件，物质Z的正、逆反应速率随时间变化如图b。

下列说法不正确的是（）

A．0~t1内X与Y的平均反应速率之比为3∶2

B．该反应中Z一定为产物

C．该反应的正反应为放热反应

D．t2时刻改变的条件可能是压强或催化剂

【答案】C

【分析】

t1～t2阶段、t2～t3阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，每个时刻只改变一个且不同的条件，t2～t3阶段与t4～t5阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂和加压，则反应前后气体体积不变，0~t1时，X减少0.09mol/L，Y增大0.06mol/L，所以Z一定是生成物，且生成0.03mol/L，t3～t4阶段改变的条件只能是降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，以此分析解答。

【详解】

A.0～t1min内X与Y的平均反应速率之比等于物质的量浓度的变化量之比，即为：

（0.15-0.06）mol/L∶（0.11-0.05）mol/L=3∶2，故A正确；

B.由上述分析可知，Z一定是生成物，故B正确；

C.由上述分析可知，t3～t4阶段改变的条件只能是降低反应温度，平衡逆向移动，说明正反应吸热，故C错误；

D.t1～t2阶段、t2～t3阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，每个时刻只改变一个且不同的条件，t2～t3阶段与t4～t5阶段反应速率加快且平衡不移动，说明分别是使用了催化剂和加压，也说明了该反应前后气体体积不变，故D正确；

答案选C。

9．下列关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是（）

A．图1所示的装置能将化学能转变为电能

B．图2所示的反应为吸热反应

C．中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低

D．化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成

【答案】D

【详解】

A．图1所示的装置没形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过，所以不能把化学能转变为电能，选项A错误；

B．图2所示的反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，选项B错误；

C．中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，选项C错误；

D．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，选项D正确；

答案选D。

10．下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是

选项

实验操作

现象

解释或结论

A

用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片，在酒精灯火焰上加热，

铝不能滴落下来，好像有一层膜兜着

铝熔点高，没能熔化

B

将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧

集气瓶口上方有白烟生成

H2、Cl2化合生成HCl

C

取两支试管，分别放入一小片打磨过的铝片，再分别加入3mL20%的盐酸和氢氧化钠溶液

都有气体产生

前者生成氢气，后者生成氧气

D

相同温度条件下，向两支试管中分别加入2mL质量分数为3%和6%的H2O2溶液，再分别加入等量二氧化锰粉末，比较H2O2的分解速率

6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快

相同条件浓度大H2O2分解速率快

A．AB．BC．CD．D

【答案】D

【详解】

A．铝不能滴落下来，好像有一层膜兜着并不是因为铝熔点高，而是因为加热时铝与氧气反应生成熔点很高的氧化铝，故A错误；

B．生成的HCl气体与空气中的水蒸气凝结成小液滴，出现白雾并不是白烟，故B错误；

C．铝和盐酸或者氢氧化钠反应生成的气体均为氢气，故C错误；

D．两支试管中只有H2O2溶液的浓度不同，其他条件完全相同，6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快，可以说明相同条件浓度大H2O2分解速率快，故D正确；

综上所述答案为D。

11．目前科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池，该电池用辛烷（C8H18）作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是

A．电池工作时，氧气发生氧化反应

B．电池负极的电极反应：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C．电池负极的电极反应：

C8H18＋25O2－－50e－=8CO2↑＋9H2O

D．若消耗的O2为11.2L（标准状况），则电池中有1mol电子发生转移

【答案】C

【分析】

该燃料电池中，辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，再结合物质之间的反应来分析解答。

【详解】

A．该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，故A错误；

B．负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故B错误；

C．负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故C正确；

D．标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol，根据O2+4e-=2O2-知，当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍，所以转移电子的物质的量为2mol，故D错误；

答案选C。

12．钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。

一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：

NaTi2（PO4）3+2Na2NiFeII（CN）6

Na3Ti2（PO4）3+2NaNiFeIII（CN）6（注：

其中P的化合价为+5，Fe的上标II、III代表其价态）。

下列说法不正确的是

A．放电时NaTi2（PO4）3在正极发生还原反应

B．放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中

C．充电过程中阳极反应式为：

2NaNiFeIII（CN）6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII（CN）6

D．该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变

【答案】C

【详解】

A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFeII（CN）6-2e－＝2NaNiFeIII（CN）6+2Na＋，Na2NiFeII（CN）6失电子被氧化发生氧化反应，正极为：

2NaTi2（PO4）3＋2Na＋+2e－＝Na3Ti2（PO4）3，NaTi2（PO4）3得电子被还原发生还原反应，故A项正确；

B.放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中，B项正确；

C.充电过程中阴极极反应式为：

2NaNiFeIII（CN）6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII（CN）6，阳极：

Na3Ti2（PO4）3-2e－＝2NaTi2（PO4）3＋2Na＋，故C项错误；

D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变，D项正确；

本题选C。

13．一些烷烃的燃烧热如下表：

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

化合物

燃烧热/kJ·mol－1

甲烷

890.3

正丁烷

2878.0

乙烷

1560.8

异丁烷

2869.6

丙烷

2221.5

2－甲基丁烷

3531.3

下列表达正确的是

A．乙烷燃烧的热化学方程式为：

2C2H6（g）＋7O2（g）＝4CO2（g）＋6H2O（g）ΔH＝－1560.8kJ·mol－1

B．稳定性：

正丁烷＞异丁烷

C．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1

D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

【答案】C

【详解】

A．根据乙烷燃烧热的含义：

完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8KJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）△H=-3121.6kJ/mol，故A错误；

B．由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故B错误；

C．正戊烷和2-甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，则互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2-甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540KJ/mol左右，且大于3531.3KJ/mol，故C正确；

D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放热越少，即n越大，燃烧放出的热量越少，氢的数目越大燃烧放热越多，故D错误；

故答案为C。

14．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。

15．一定温度下的恒容密闭容器中，反应A2（g）＋B2（g）

2AB（g）达到平衡的标志是

A．速率之比ν（A2）:

ν（B2）:

ν（AB）＝1:

1:

2

B．浓度之比c（A2）:

c（B2）:

c（AB）＝1:

1:

2

C．单位时间内生成2nmolAB，同时消耗nmolA2

D．各物质的浓度不再改变

【答案】D

【详解】

A.它们的速率之比虽然等于化学计量数之比，但并不能表示正反应速率和逆反应速率相等，所以A不正确；

B.平衡状态下的各组分的浓度之比通常不等于化学计量数之比，只有它们的浓度不持不变状态才是平衡状态，所以B不正确；

C.单位时间内生成2nmolAB，同时消耗nmolA2，只描述了正反应速率，不能表示正反应速率与逆反应速率相等，所以C不正确；

D.各物质的浓度不再改变，说明各组分的百分含量保持不变了，所以是平衡状态。

【点睛】

一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断；一是看正反应速率是否等于逆反应速率，两个速率必须能代表正、逆两个方向，然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比，具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率；二是判断物理量是否为变量，变量不变达平衡。

16．利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放减轻环境污染，又能充分利用化学能。

下列说法正确的是（）

A．电池工作时，OH—从左向右迁移

B．电极A上发生氧化反应，电极A为正极

C．当有0.1molNO2被处理时，外电路中通过电子0.4mol

D．电极B的电极反应式为2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O

【答案】C

【分析】

由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合电解质溶液呈碱性解答该题。

【详解】

由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极；

A．A为负极，B为正极，电池工作时，OH—从右向左迁移，故A错误；

B．A为负极，发生氧化反应，故B错误；

C．当有0.1molNO2被处理时，N元素从+4价降为0价，则外电路中通过电子0.4mol，故C正确；

D．电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，故D错误；

故答案为C。

17．根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2（SO4）3＋K2SO4＋H2O（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

下列说法不正确的是（）

A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应

B．忽略溶液体积变化，Fe2（SO4）3浓度变为1.5mol/L，则反应中转移的电子为0.1mol

C．甲烧杯中的电极反应式：

MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O

D．电池工作时，盐桥中的K+向甲烧杯中移动

【答案】B

【详解】

A.在乙池中，Fe2+-e-=Fe3+，则石墨b是原电池的负极，发生氧化反应，A正确；

B.Fe2（SO4）3浓度变为1.5mol/L，则反应生成的Fe2（SO4）3为0.5mol/L×0.2L=0.1mol，由Fe2+生成的Fe3+为0.2mol，则反应中转移的电子为0.2mol，B错误；

C.甲烧杯中，MnO4-得电子转化为Mn2+，电极反应式为MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O，C正确；

D.电池工作时，甲烧杯中阳离子减少，所以盐桥中的K+向甲烧杯中移动，D正确。

故选B。

18．光电池在光照条件下可产生电流，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。

下列说法不正确的是（）

A．该装置可利用光能实现水的分解

B．光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均基本不变

C．再生池中的反应为2V2++2H+

2V3++H2↑

D．每有1molOH-通过双极性膜，可产生5.6L（标准状况）的O2

【答案】B

【分析】

由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极，反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极反应式为2V3++2e-=2V2+，双极性膜可将水解离为H+和OH-，由图可知，H+进入阴极，OH-进入阳极，放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气，反应方程式为2V2++2H+

2V3++H2 ↑。

【详解】

A．由图可知，该装置将光能转化为化学能并分解水，故A正确；

B．双极性膜可将水解离为H+和OH-，由图可知，H+进入阴极，OH-进入阳极，则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性，则光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均发生改变，故B错误；

C．由分析知，再生池中的反应为2V2++2H+

2V3++H2↑，故C正确；

D．阳极区反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，每有1molOH-通过双极性膜，生成0.25molO2，其标准状况下体积为5.6L，故D正确；

故答案为B。

19．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