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＋3H2度由5 mol·L降至4 mol·L，下列说法正确的是( ) A．用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol·L·s B．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
2 mol·L
解析 Δc(N2)＝1 mol·L，则Δc(NH3)＝2 mol·L，v(NH3)＝＝0.2 mol·L
10 s
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
2NH3。在10 s内N2的浓
·s，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。
V2O5△
2SO3(g)(正反应为放热反应)是工业上制备硫酸的重要反应。下
－1
2．2SO2(g)＋O2(g)
列叙述正确的是( )
A．2 mol SO3的总能量比2 mol SO2和1 mol O2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＝
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2 mol SO3的总能量比2 mol SO2和1 mol O2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)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
1
R(g)＋S(g)在恒温下已达平衡
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)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＋H2
HBr＋H的能量对应反应过程的示意图，下列叙述中正确的是( )
2NH3(g)，下列能够说明反应已经达到平衡的是( )
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：
步骤1步骤2C＋H2O ――→C＋2H＋O ――→CO＋H2
E1E2E3
(1)步骤1、2分别是吸热过程还是放热过程？
2
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＋2Fe===3Fe，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＋2Fe===3Fe可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe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===2ZnO
D．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
－
－
－
－
－
3＋
3＋
2＋
3＋
2＋
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、Pt-Fe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 C．①③ 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
B．②④ D．①④
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===Cu＋2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
＋
2＋
(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1.6 g铜溶解时，银棒增重________g。
答案 (1)Cu AgNO3 (2)正 Ag＋e===Ag 氧化 (3)流入 (4)5.4
解析 (1)由反应2Ag＋Cu===Cu＋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 ～ 2Ag 64 216 1.6 g m
64216所以＝，解得m＝5.4 g。
1.6 gm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1 mol 电子通过时，理论上两极变化是( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2 A．①③ B．①④ C．②③ D．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===Zn，正极：2H＋2e===H2↑。 则计算关系式为
Zn ～ 2e ～ H2 1 mol 2 mol 1 mol 0.5 mol 1 mol 0.5 mol
－
－
2＋
＋
－
＋
＋
－
＋
＋
2＋＋
－
m(Zn)＝0.5 mol×65 g·mol－1＝32.5 g，m(H2)＝0.5 mol×2 g·mol－1＝1 g。
4
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