化学人教版 (2019)化学反应与能量单元综合与测试课时训练

本章复习提升

易混易错练

易错点1　混淆物质所具有的能量高低与其稳定性之间的关系

1.(2019黑龙江双鸭山第一中学高一下期中,)金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质,在100 kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收1.9 kJ的热量。下列说法不正确的是(　　)

A.石墨比金刚石稳定

B.金刚石和石墨的物理性质相同

C.1 mol金刚石比1 mol石墨的总能量高

D.1 mol金刚石完全燃烧释放的能量比1 mol石墨完全燃烧释放的能量多

易错点2　误认为放热反应、吸热反应与是否需要加热有关

2.()下列说法正确的是(　　)

A.需要加热的反应一定是吸热反应

B.X(s) Y(s)是放热反应,则X比Y稳定

C.等量的硫蒸气和固态硫分别完全燃烧,后者放出的热量更多

D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同

3.(双选)()将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了(　　)

A.该反应是吸热反应

B.该反应是放热反应

C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应

D.硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量

易错点3　误认为可逆反应能进行到底而错误计算反应热

4.(2020浙江宁波高一期中,)已知可逆反应2SO2+O2 2SO3,当生成2 mol SO3时放出的热量为Q,现将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下反应生成SO3放出的热量为Q1,则(　　)

A.Q1=Q    B.Q1<Q

C.2Q1>Q    D.无法判断

易错点4　不能正确理解温度、压强对反应速率的影响

5.(2020湖北武汉高一期中,)在反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)中可使反应速率增大的措施是(　　)

①压缩体积,增大压强　②增加碳的量　③通入CO2　④恒压下充入N2　⑤恒容下充入N2　⑥通入CO

A.①③⑤ B.②④⑥

C.①③⑥ D.③⑤⑥

6.()在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)。下列说法正确的是(　　)

A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,化学反应速率不变

B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol Ar,化学反应速率增大

C.保持容器内压强不变,向其中加入1 mol Ar,化学反应速率不变

D.保持容器内压强不变,向其中加入1 mol H2,化学反应速率将发生变化

7.()在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是(　　)

A.该反应的化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)

B.到达t1 s时该反应停止

C.(t1+10)s时,升高温度,正、逆反应速率均加快

D.若该反应在绝热容器中进行,也在t1时刻达到平衡

易错点5　不能正确判断化学平衡状态

8.(2019天津静海一中高一下月考,)一定温度下,一定体积的容器中加入一定量的A(s)发生反应:3A(s) B(g)+2C(g),下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是(　　)

①v逆(B)=2v正(C)

②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C

③容器中的压强不再变化

④混合气体的密度不再变化

⑤B的体积分数不再变化

⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化

A.①②③ B.②③④ 

C.④⑤ D.①⑤⑥

易错点6　混淆外电路和内电路的导电原理

9.()下列有关原电池的说法中正确的是(　　)

A.在外电路中,电子由负极经导线流向正极

B.在内电路中,电子由正极经电解质溶液流向负极

C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生

D.原电池工作时,一定不会伴随着热能变化

思想方法练

数形结合思想在化学图表题解题中的应用

1.(2020山东济宁高三上期末,)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　)

A.在不同时间内都存在关系:3v(N2)=v(CO)

B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率

C.根据a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率

D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙

2.(2019江西南昌二中高一下月考,)已知H2(g)+2ICl(g) I2(g)+2HCl(g),该反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A.反应①为吸热反应

B.反应①和②均是同种元素间发生的氧化还原反应

C.反应①比反应②的速率慢,与图中相应峰高有关

D.反应HI(g)+ICl(g) I2(g)+HCl(g),生成1 mol HCl放出218 kJ的热量

3.()下列关于下图的说法不正确的是(　　)

A.1 mol固态碘与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI气体时,需要吸收5 kJ的能量

B.2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量

C.1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量

D.碘蒸气与H2(g)化合生成HI气体的反应是吸热反应

4.()工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),反应过程中的能量变化情况如图所示。

(1)曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时,能量变化是　　　　kJ。 

(2)选择适宜的催化剂　　　　(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。 

(3)推测反应CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 

5.()某温度下,在2 L恒容密闭容器中3种物质间进行反应,X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示,反应在t1 min时达到平衡。

(1)请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2,且已知1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量,则至t1 min时,该反应吸收的热量为　　　　　　;在0~t1 min时间内,用H2表示该反应的平均速率v(H2)为　　　　　　　。下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 

A.容器内各气体组分的质量分数不再发生改变

B.正反应速率与逆反应速率相等

C.容器内气体的密度不再发生改变

D.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变

答案全解全析

易混易错练

1.B　1 mol石墨转化为金刚石吸收热量,说明1 mol金刚石的能量比1 mol石墨的高,能量越高越不稳定,A、C正确;金刚石与石墨是两种不同的碳单质,物理性质不同,B错误;1 mol金刚石比1 mol石墨的能量高,因此1 mol金刚石完全燃烧释放的能量比1 mol石墨完全燃烧释放的能量多,D正确。

2.D　需要加热的反应不一定是吸热反应,A错误;X(s) Y(s)为放热反应,放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,所以X(s)的总能量大于Y(s)的总能量,因此Y比X稳定,B错误;相同条件下,同一物质在气态时具有的能量最高,液体时次之,固态时最低,反应放出的热量等于反应物所具有的总能量减去生成物所具有的总能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气完全燃烧时放出的热量比固态硫放出的要多,C错误;化学反应的本质是旧键断裂,新键形成,旧键断裂吸收的能量不等于新键形成放出的能量,D正确。

易错警示　吸热反应与放热反应的判断不能通过反应条件来简单地确定,而必须通过比较反应前后吸收与放出的总能量来确定,也可以通过反应物与生成物键能的总和大小来比较。需要加热的反应不一定都是吸热反应,如碳的燃烧等;吸热反应也不一定都需要加热,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,在室温下就可以发生。

3.BC　因反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,说明该反应是放热反应,A错误,B正确;硫粉和铁粉在常温下难以发生反应,C正确;因为是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误。

4.B　若将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下发生反应2SO2+O2 2SO3,因为该反应为可逆反应,则1 mol SO2和0.5 mol O2不会完全反应生成1 mol SO3,即生成SO3的物质的量小于1 mol;生成2 mol SO3放出的热量为Q,生成1 mol SO3放出的热量为Q,则生成小于1 mol的SO3时放出的热量必小于Q,即Q1<Q,故选B。

5.C　①反应中有气体参加,压缩体积,增大压强,反应速率增大;②碳是固体,其浓度可看作定值,增加碳的量,碳的浓度不变,其反应速率不变;③通入CO2,CO2浓度增大,可使反应速率增大;④恒压下充入N2,容器体积增大,气体浓度减小,反应速率减小;⑤恒容下充入N2,气体浓度不变,反应速率不变;⑥通入CO,CO浓度增大,可使反应速率增大。故可使反应速率增大的是①③⑥。

6.D　保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,氢气的浓度增大,反应速率加快,A项不正确;保持容器容积不变,向其中加入1 mol Ar,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,B项不正确;保持容器内压强不变,向其中加入1 mol Ar,容器的容积增大,反应物和生成物的浓度减小,反应速率减小,C项不正确。

7.C　A项,从开始到t1 s,A的浓度减小了(0.8-0.2) mol·L-1=0.6 mol·L-1,B的浓度减小了(0.5-0.3) mol·L-1=0.2 mol·L-1,C的浓度增大了(0.4-0) mol·L-1=0.4 mol·L-1,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g) 2C(g),错误;B项,在t1 s时,反应达到平衡状态,但是反应仍在进行,错误;C项,升高温度,正、逆反应速率均加快,正确;D项,若该反应在绝热容器中进行,随反应的进行温度会发生变化,反应速率也会发生变化,不会在t1时刻达到平衡,错误。

8.B　①平衡时应有2v逆(B)=v正(C),错误;②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;③容器中的压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,正确;④混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变,反应达到平衡状态,正确;⑤因为生成的B和C的物质的量之比是固定的,所以B的体积分数始终不变,错误;⑥因为生成的B和C的物质的量之比是固定的,所以混合气体的平均相对分子质量一直不变,错误。

9.A　在内电路中是阴、阳离子移动,外电路中电子由负极流向正极,A正确,B错误;原电池工作时,正极上一般是溶液中的阳离子得电子,则正极表面可能有气泡产生,也可能生成金属单质,C错误;原电池工作时,化学能转化为电能,同时可能会伴随着热能变化,D错误。

思想方法练

1.D　化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,则3v(N2)=v(CO),A正确;c点切线的斜率表示一氧化碳的瞬时速率,B正确;根据a、b两点坐标可求得从a到b过程中CO的浓度变化和时间,从而求得该时间段内反应的平均速率,C正确;维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,达到新的平衡状态,CO浓度不同,D错误。

2.C　由题图可知,反应①中反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应①为放热反应,A错误;反应①中氢气参与反应,化合价升高被氧化,ICl中的I化合价降低被还原,不是同种元素间发生的氧化还原反应,B错误;由题图可知,反应①中正反应的活化能大,反应②中正反应的活化能小,反应①比反应②的速率慢,C正确;由题图可知,反应HI(g)+ICl(g) I2(g)+HCl(g)生成1 mol HCl放出的热量小于218 kJ,D错误。

3.D　由题图可知,1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)时需要吸收5 kJ的能量,A项正确;1 mol I2(g)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)时放出12 kJ的能量,则2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量,B项正确;1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时放出17 kJ的能量,则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量,C项正确;1 mol I2(g)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)时放出12 kJ的能量,该反应为放热反应,D项错误。

4.答案　(1)放热　136.5　(2)不能　(3)吸热

解析　(1)由题图知,该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,生成1 mol CH3OH(g)时放出的热量为510 kJ-419 kJ=91 kJ,则反应生成1.5 mol CH3OH(g)时,能量变化是1.5×91 kJ=136.5 kJ。(2)由题图可知,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变,即催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应热。(3)可逆反应的正反应是放热反应,则其逆反应为吸热反应。

5.答案　(1)2X 3Y+Z(写“ ”不正确)

(2)36.8 kJ　 mol/(L·min)　ABD

解析　(1)由图像可以看出,X的物质的量逐渐减小,则X为反应物,Y、Z的物质的量逐渐增多,则Y、Z为生成物,当反应至t1 min时,Δn(X)=0.8 mol、Δn(Y)=1.2 mol、Δn(Z)=0.4 mol,化学反应中,各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=2∶3∶1,所以该反应的化学方程式为2X 3Y+Z。

(2)由于1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量,而反应中消耗NH3的物质的量为0.8 mol,则吸收的热量为0.8 mol×46 kJ/mol=36.8 kJ;在0~t1 min时间内生成氢气的物质的量为1.2 mol,浓度是0.6 mol/L,则用H2表示该反应的平均速率v(H2)为 mol/(L·min)。容器内各气体组分的质量分数不再发生改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;正反应速率与逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;由于反应在体积不变的密闭容器中进行,反应过程中气体的体积不变,质量不变,混合气体的密度不变,则容器内气体的密度不再发生改变,不能说明反应达到平衡状态,C错误;混合气体的质量不变,但物质的量是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再发生改变,说明反应达到平衡状态,D正确。