第2章《化学键 化学反应规律》测试卷
一、单选题
1.下列叙述正确的是( )
A.K与N连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH减小
B.K与N连接时,X为氯化钠,石墨电极的电势更高
C.K与M连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大
D.K与M连接时,X为氯化钠,石墨电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑
2.某温度下,在 2L的密闭容器中,加入1molX(g)和 2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g) ΔH=-Q kJ·molˉ1(Q>0),10min后该反应达到平衡时,X、Y的物质的量分别为0.9mol、1.8mol。下列叙述不正确的是
A.m=2
B.在0~10min内,X的反应速率为 0.005mol·Lˉ1·minˉ1
C.10min后,X的消耗速率等于Y的生成速率
D.在0~10min内,X和 Y反应放出的热量为 0.1Q kJ
3.N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1,大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列说法正确的是
A.该反应是放热反应 B.NO转化为N2是人工固氮
C.使用高效催化剂能降低反应速率 D.增大O2的浓度,NO的转化率会下降
4.下列说法正确的是
A.干冰易升华,这与分子中C=O键的键能大小有关
B.吸热反应一定需要加热的条件才能进行
C.灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应
D.已知石墨转化为金刚石是吸热反应,所以石墨比金刚石更稳定
5.在一个密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L。当反应达到平衡时可能存在的数据正确的是
A.c(O2)=0.2mol/L B.c(SO2)=0.25mol/L
C.c(SO3)=0.4mol/L D.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/L
6.已知丙烷在一定条件下可以得到1,2—二氯丙烷,其反应历程可以分为两步:
反应l:
反应2:
下列说法正确的是
A.反应1是放热反应
B.反应1只断裂和形成极性共价键
C.反应2是加成反应
D.反应2的反应物总能量低于生成物总能量
7.由原子序数依次递增的短周期元素M、X、Y和Z组成的化合物A为电解液添加剂,应用于电池领域能提高电池的循环性能及高温存储性能,其结构如下图所示,其中元素M、X、Y处同一周期,下列说法正确的是
A.MOH在短周期元素中,碱性最强
B.化合物A中,M、X、Y和Z都达到了8电子稳定结构
C.Z的最高价氧化物的水化物是强酸
D.非金属性:Y强于X,X强于Z
8.NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.28g N2与足量氧气充分反应,反应后体系中NO2分子数小于2NA
B.1mol N2与3molH2反应后含有NH3分子2NA
C.50mL8mol/L浓硫酸与足量铜反应,被还原的硫酸的物质的量为0.9mol
D.标准状况下,11.2L SO3中含有氧原子1.5NA
9.镍镉电池是一种新型的小体积封闭式充电电池,其放电原理如图,下列说法不合理的是
A.电子流向:a→KOH溶液→b
B.a极区溶液碱性减弱
C.b为电源的正极
D.b极区的电极反应为:NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
10.下列方法中可以说明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达到平衡的是
①一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;
②反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)时;
③温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
④温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
⑤条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化;
⑥温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化;
⑦温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
A.①③④ B.②③⑤ C.①④⑥ D.⑤⑥⑦
11.下列化学用语正确的是
A.NH4Cl的电子式: B.S2—的结构示意图:
C.乙醇的分子式:CH3CH2OH D.原子核内有8个中子的碳原子:
12.利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是
A.N2含有非极性共价键
B.NO和O2均属于共价化合物
C.上述过程的总化学方程式为2NON2 + O2
D.标准状况下,NO分解生成11.2 L N2转移电子数为1.204×1024
13.把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里,在下列因素中:①盐酸的浓度,②镁带的表面积,③溶液的温度,④氯离子浓度,⑤氢离子浓度;对反应速率有影响的是( )
A.①②⑤ B.②③④⑤ C.①②③④ D.①②③⑤
14.已知反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH<0,若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高 SO2 的转化率
B.其他条件不变,缩小容器体积,平衡正反应方向移动,该反应的平衡常数不变
C.平衡前,充入氩气,容器内压强增大,反应速率加快
D.平衡时,其他条件不变,分离出硫,逆反应速率减小
15.经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在1L恒容密闭容器中充入和,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.时,的转化率为
B.时,反应Ⅰ的平衡常数
C.时,有利于的生成
D.由图像可知,两个竞争反应均为放热反应
二、填空题
16.元素周期表反映了元素性质的变化规律,是学习、研究和应用化学的重要工具。下表为元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)Mg和Al都是制造飞机和宇宙飞船的重要材料。Mg和Al属于同周期_______(填“金属”或“非金属”)元素,但Mg的原子半径比Al的_______。
(2)C的非金属性比同主族Si的非金属性_______。
(3)Cl的最高价氧化物对应的水化物属于_______(填“酸”或“碱”)。
(4)Mg在中燃烧生成_______(填化学式),该产物中所含化学键的类型为_______。
(5)各种物质中均储存着化学能,化学能可使物质中的电子保持_______(填“静止”或“运动”)状态。在氢气-氧气燃料电池中,化学能转化为电能时,还原剂是_______(填化学式)。与普通锌锰干电池相比,该电池的优势是_______(任填一项)。假如该燃料电池工作时每消耗1 g 可释放143 kJ的能量,其中80%可转化为电能,则该电池消耗1 mol 时输出的电能应为_______kJ。
17.铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断:
(1)该蓄电池的负极材料是_________,放电时发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性_________(填“增大”、“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向_________(填“正”或“负”)极。
(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应_______________________________________(用离子方程式表示)。
(4)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液,则氢氧燃料电池的负极反应式为__________________________________。该电池工作时,外电路每流过1×103mol e-,消耗标况下氧气_________m3。
三、实验题
18.某研究性学习小组向一定量的NaHSO3溶液(加入少量淀粉)中加入稍过量的KIO3溶液,一段时间后,溶液突然变蓝色。通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响,记录如下。
编号 0.01mol/LNaHSO3溶液/mL 0.01mol/L KIO3溶液/mL H2O/mL 反应温度/°C 溶液变蓝所用时间t/s
① 6.0 10.0 4.0 15 t1
② 6.0 14.0 0 15 t2
③ 6.0 a b 25 t3
(1)实验①②是探究_______________对反应速率的影响,表中t1_________t2(填“>”、“=”或“<”);实验①③是探究温度对反应速率的影响,表中a=_________,b=_________。
(2)改变反应温度,重复实验③,得到溶液变蓝所需时间(t)与温度(T)的关系如图所示(超过50°C后溶液不会再变蓝)。a、b、c、d四点中,反应速率最快的是_________。(填选项)
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
19.某同学在用稀硫酸与锌粒制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
(2)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有(答两种)_______、_______。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到5个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验序号 混合溶液 A B C D E
4 mol/L H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 5 10 20
H2O/mL V5 V6 V7 10 0
①请完成此实验设计,其中V1=_______,V6=_______。
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_______。
四、计算题
20.请计算:
(1)已知N2和H2反应生成NH3时,若生成2mol NH3放出的能量为92.4kJ,请计算断开1mol N-H键需要吸收的能量为_______。(已知H-H键,N≡N键键能分别为435kJ/mol,943kJ/mol,计算结果保留整数)
(2)已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
现有0.2mol的氢气和碳粉组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧,共放出63.53kJ热量,则氢气与碳粉的物质的量之比为_______。
21.为测定镀锌铁皮锌镀层厚度[ρ(Zn)=7.14g cm-3],某兴趣小组同学截取三块形状规则、大小相近的长方形铁皮(来自同一块镀锌铁皮),量出其长度与宽度,计算得铁片单侧面积;用稀硫酸进行定量试验,数据如下:
实验序号 铁片单侧面积/cm2 反应前质量/g 反应后质量/g
1 25.05 14.625 13.803
2 24.95 14.566 13.746
3 24.89 14.489 12.789
该镀锌铁皮锌镀层厚度为___cm(保留2位有效数字);写出简要计算过程。
试卷第2页,共7页
参考答案:
1.B
【详解】A.K与N连接时,该装置为原电池,X为硫酸溶液时,铁失电子生成亚铁离子,正极上氢离子得电子生成氢气,导致溶液中氢离子浓度减小,溶液的pH增大,故A错误;
B.K与N连接时,该装置是原电池,X为氯化钠,铁发生吸氧腐蚀,铁作负极,石墨电极为正极,即石墨电极的电势更高,故B正确;
C.K与M连接时,该装置为电解池,X为硫酸,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,实际上是电解水,硫酸的浓度逐渐增大,则溶液的pH减小,故C错误;
D.K与M连接时,该装置为电解池,X为氯化钠,石墨作阳极铁作阴极,石墨电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故D错误;
故答案为B。
【点睛】考查原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键,K与N连接时,该装置为原电池,铁易失电子作负极,石墨作正极,正极上得电子发生还原反应;K与M连接时,该装置为电解池,石墨作阳极铁作阴极,阳极上失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应。
2.C
【分析】由题意建立如下三段式:
【详解】A.由变化量之比等于化学计量数之比可得0.1mol:0.2mol=1:m,解得m=2,A正确;
B. 在0~10min内,X的反应速率为=0.005mol·Lˉ1·minˉ1,B正确;
C. 10min后该反应达到平衡,由正反应速率等于逆反应速率可知,Y的生成速率是X的消耗速率的2倍,C错误;
D.设在0~10min内,X和 Y反应放出的热量为a,由X的变化量和反应热的关系可得:1mol:QkJ=0.1mol:a,解得a=0.1QkJ,D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.已知该反应ΔH<0,即反应体系能量降低为放热反应,A项正确;
B.固氮是指将游离的N2转化为化合物的过程,B项错误;
C.催化剂降低活化能,从而加快反应速率,C项错误;
D.增大O2的浓度平衡正向移动,NO的转化率升高,D项错误;
故选A。
4.D
【详解】A.干冰易升华,是其分子间作用力较小,沸点温度低于熔点温度导致,与分子中C=O键的键能大小无关,A错误;
B.吸热反应不一定需要加热的条件也能进行,例如氢氧化钡晶体和氯化铵反应,B错误;
C.灼热的炭与CO2反应生成CO,是氧化还原反应,也是吸热反应,C错误;
D.石墨转化为金刚石是吸热反应,则金刚石能量高于石墨,体系能量较低的比较稳定,所以石墨比金刚石更稳定,D正确;
故选D。
5.B
【分析】可逆反应有一定的限度,反应物不能完全转化为生成物,反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L,若极限转化,则SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.4mol/L、0.2mol/L和0mol/L或0mol/L、0mol/L和0.4mol/L。
【详解】A.极限转化时c(O2)=0.2mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以c(O2)<0.2mol/L,故A错误;
B.根据分析可知0<c(SO2)<0.4mol L-1 ,故B正确;
C.极限转化时c(SO3)=0.4mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以c(SO3)<0.4mol/L,故C错误;
D.根据硫元素守恒,应有c(SO2)+c(SO3)=0.4mol L-1,所以不可能出现c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/L,故D错误;
故答案为B。
6.C
【详解】A.由图1可知,反应1中生成物的总能量大于反应物的总能量,该反应为吸热反应,选项A错误;
B.反应1中,断裂C- H键(极性键),形成H- H (非极性键)和碳碳双键(非极性键),选项B错误;
C.反应2是碳碳双键和氯气的加成反应,选项C正确;
D.由图2可知,反应2的反应物总能量高于生成物总能量,选项D错误;
答案选C。
7.D
【分析】Z是原子序数最大的,且不与M、X、Y同周期,推知可得:M、X、Y是第二周期,Z是第三周期,M可以形成+1价离子,所以M为Li,Y形成一个共价键,则Y为F,X可以形成两个共价键,则X为O,Z可以形成5个共价键,且位于第三周期,则Z为P。
【详解】A.M为Li元素,短周期元素中Na的金属性强于Li,NaOH的碱性强于LiOH,A错误;
B.M为Li,Li+的最外层只有2个电子,B错误;
C.Z为P元素,最高价氧化物的水化物为磷酸,不是强酸,C错误;
D.同周期主族元素自左至右元素的非金属性依次增强,所以非金属性F强于O,O强于N,同主族自上而下元素的非金属性减弱,所以N强于P,则O强于P,D正确;
综上所述答案为D。
8.A
【详解】A.28g N2的物质的量为1mol,和足量氧气反应时先生成NO,NO再与氧气反应生成NO2,根据元素守恒可知生成2molNO2,但NO2中存在平衡2NO2N2O4,所以反应后体系中NO2分子数小于2NA,A正确;
B.氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,所以1mol N2与3molH2反应后含有NH3分子数小于2NA,B错误;
C.浓硫酸与铜反应过程中会变稀,稀硫酸与铜不反应,所以被还原的硫酸的物质的量无法确定,C错误;
D.标况下SO3不是气体,不能用22.4L/mol计算其物质的量,D错误;
综上所述答案为A。
9.A
【分析】由图可知,Cd失去电子生成Cd(OH)2,则a极为电子的流出极,故a极为负极,电极反应式为Cd-2e-+2OH-═Cd(OH)2,b极为正极,充电时,a极为阴极,b极为阳极,据此作答。
【详解】A.放电时,电子由a流入b,电子流向:a→用电器→b,故A错误;
B.放电时,a极为负极,电极反应式为Cd-2e-+2OH-═Cd(OH)2,碱性减弱,故B正确;
C.放电时,a极为电子的流出极,故a极为负极, b极为正极,故C正确;
D.b极为正极,NiOOH得到电子生成Ni(OH)2,电极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故D正确;
答案选A。
10.C
【详解】①一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
②反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
③该反应是气体体积不变的反应,条件一定时,反应中容器内压强始终不变,则温度和体积一定时,容器内压强不再变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
④温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
⑤由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积不变的反应,条件一定时,反应中混合气体的平均相对分子质量始终不变,则条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
⑥该反应是气体颜色变深的反应,则温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
⑦由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
①④⑥正确,故选C。
11.D
【详解】A、NH4Cl电子式为,故A错误;
B、S2—的结构示意图:,B错误;
C、乙醇的分子式:C2H6O,CH3CH2OH是结构简式,C错误;
D、正确。选D。
12.B
【详解】A.N2含有非极性共价键,说法正确,A错误;
B.O2是单质不属于化合物,B正确;
C.从图示可知,化合物生成两种单质,所以上述过程的总化学方程式为2NON2 + O2,C错误;
D.标准状况下,NO分解生成11.2 L N2即0.5摩尔,所以有1摩尔+2价的氮降低到0价,转移电子数为1.204×1024,D错误;
故选B。
13.D
【详解】镁与盐酸反应的本质为:Mg+2H+=Mg2++H2,溶液中的氢离子浓度(盐酸的浓度)、镁带的表面积、溶液的温度影响反应速率,但是氯离子没有实际参与反应,所以不影响反应速率,故选①②③⑤,答案为D。
【点睛】溶液中的氢离子由盐酸提供,盐酸浓度越大,氢离子浓度越大。
14.B
【详解】A、平衡时,其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,所以SO2 的转化率减小,故A错误;
B、其他条件不变,缩小容器体积,增大压强,所以平衡正反应方向移动,但是平衡常数只与温度有关,与压强大小无关,反应的平衡常数不变,故B正确;
C、平衡前,充入氩气,容器内压强增大,但是体积不变,组分的浓度不变化,反应速率不变,平衡不移动,故C错误;
D、硫是液体,分离出硫,不影响平衡的移动,反应物和生成物浓度都不变,所以不影响反应速率,故D错误;
故选B。
15.D
【分析】520℃时,反应Ⅰ:
520℃时,反应Ⅱ:
则平衡时c(CO2)=1mol/L-0.2mol/L-0.4mol/L=0.4mol/L,c(H2)=4mol/L-0.8mol/L-1.2mol/L=2mol/L,c(CH4)=0.2mol/L,c(H2O)=0.4 mol/L +0.8 mol/L =1.2mol/L,据此分析解题。
【详解】A.由分析知两反应共消耗,从而得出的转化率为,故A正确;
B.520℃时,平衡时c(CO2)=0.4mol/L,c(H2)=2mol/L,c(CH4)=0.2mol/L,c(H2O)=1.2mol/L,则反应Ⅰ的平衡常数K===0.045,故B正确;
C.由图像分析知,840℃附近,产生最多的是CH4,有利于CH4的生成,故C正确;
D.图像为平衡曲线,前半段为平衡受温度影响,温度升高,产物增多,可知两个竞争反应均为吸热反应,温度再继续升高,产物减少,可能是产物分解等其他的反应发生,故D错误;
故答案为D。
16.(1) 金属 大
(2)强
(3)酸
(4) Mg3N2 离子键
(5) 运动 H2 不污染环境 228.8
【解析】(1)镁和铝都是金属元素,同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,因此镁的原子半径比铝大。
(2)同一主族元素从上向下非金属性逐渐增强,因此碳的非金属性比硅强。
(3)Cl为非金属元素,其最高价氧化物对应的水化物为HClO4,属于酸。
(4)镁在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2),氮化镁为离子化合物,含离子键。
(5)化学能可使物质中的电子保持运动状态,在氢气-氧气燃料电池中,氢气中氢元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,氢气是还原剂,氧气是氧化剂,氢氧燃料电池的产物是水,相比普通锌锰干电池,其优点是不污染环境,1 g的物质的量为=0.5mol,每消耗0.5mol可释放143 kJ的能量,则每消耗1mol可释放286 kJ的能量,其中80%可转化为电能,输出的电能为286 kJ80%=228.8kJ。
17. Pb 氧化 减小 负 PbO2+2 e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O H2-2e-+2OH-=2H2O 5.6
【详解】(1)铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价变化知,Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价,被氧化发生氧化反应,所以Pb作负极,故答案为Pb;氧化;
(2)铅蓄电池工作时,硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水,导致硫酸浓度降低、酸性减小,原电池放电时阴离子向负极移动,故答案为减小;负;
(3)工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应,电极反应为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,答案为:PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O;
(4)燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O,电解质溶液呈碱性,负极上氢气失电子生成水,则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-=4H2O;该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应,其电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则外电路每流过1×103 mol e-,消耗氧气为1×103 mol÷4=250mol,所以氧气的体积为250mol×22.4L/mol=5.6×103L=5.6m3;故答案为2H2+4OH-=4H2O+4e-;O2+2H2O+4e-=4OH-;5.6。
【点睛】在原电池工作过程中,电子沿导线由负极移向正极,而阴离子通过电解质溶液由正极移向负极。
18. 浓度 〉 10.0 4.0 D
【分析】根据影响化学反应速率的因素:浓度、温度、压强、催化剂等进行分析。
【详解】(1)实验①②中碘酸钾的浓度不同,因此探究浓度对反应速率的影响,因为②中碘酸钾的浓度大,所以反应速率快,时间短,故有t1〉t2。实验①③中温度不同,是探究温度对反应速率的影响,则各物质的浓度不变,即a=10.0,b=4.0;
(2)因为升温速率加快,所以温度最高的反应速率最快,故选D。
19.(1)构成了“Zn-Cu-H2SO4”原电池,加快氧化还原反应的速率
(2) 适当提高温度 适当增大稀硫酸的浓度
(3) 30 19.5 得到的铜较多,将锌表面大部分覆盖,降低了锌与稀硫酸溶液的接触面积
【分析】在用稀硫酸与锌粒制取氢气的实验中,加入少量硫酸铜溶液可形成“Zn-Cu-H2SO4”原电池,加快氧化还原反应,加快氢气的生成速率;欲对比探讨反应速率的影响因素,需控制单一变量。
(1)
据分析,硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是:被锌置换出的铜覆在锌表面,与稀硫酸溶液共同构成了原电池,加快氧化还原反应的速率。
(2)
为加快反应速率,可采取适当提高反应体系的温度,或适当增大稀硫酸的浓度,或将锌粒粉碎增大接触面积等措施。
(3)
①欲对比探讨反应速率的影响因素,需控制单一变量,各组实验溶液体积要保持相同,则通过AB组对比,单一变量是饱和CuSO4溶液,V1=30mL;通过D组可知,溶液总体积是30+10+10=50(mL),则V6=50-30-0.5=19.5(mL)。
②当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,是构成了原电池,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,锌与CuSO4溶液反应后得到的铜较多,将锌表面大部分覆盖,降低了锌与稀硫酸溶液的接触面积,生成氢气的速率反而会下降。
20.(1)390kJ
(2)1:1
【解析】(1)
N2和H2反应生成NH3的化学方程式为:N2+3H22NH3,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,生成2molNH3放出的能量为92.4kJ,则有-92.4=943+3435-23EN-H,解得:EN-H≈390,即断开1molN-H键需要吸收的能量为390kJ。
(2)
设0.2mol的氢气和碳粉组成的气、固混合物中碳粉的物质的量为xmol,氢气的物质的量为ymol,依据C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1可知,xmol碳粉燃烧放出393.5xkJ的热量,依据2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1可知,ymol氢气燃烧放出ykJ=241.8ykJ,由题意可得:393.5x+241.8y=63.53,x+y=0.2,解得x=0.1,y=0.1,所以氢气与碳粉的物质的量之比为:0.1:0.1=1:1。
21.0.0023
计算过程:V(Zn)=,因为锌层有上下两层h=,m(Zn)= =0.821g,S(Zn)= =25cm2,h==0.0023cm。
【详解】根据表格数据,第3组实验数据误差较大,舍去,根据V(Zn)=,因为镀锌铁皮中锌层有上下两层,根据体积=底面积(S)×高(厚度h),因此铁皮的厚度h=,反应的锌的质量平均值为=0.821g,锌层的面积平均值S(Zn)=cm2=25cm2,则厚度h==0.0023cm