反应容器
-
2023年2月12日发(作者：)一、选择题
1．一定温度下，向
2L
恒容密闭容器中充入
0.4molNH
3和
0.5molO
2发生反应
4NH
3
(g)+5O
2
(g)
⇌
4NO(g)+6H
2
O(g)
。
2min
后，
NO
的浓度为
0.06mol·L-1。
下列有关说法不
正确的是
A
．
2min
末，用
NO
表示的反应速率为
0.06mol·L-1·min-1
B
．
2min
末，
NH3的浓度为
0.14mol·L-1
C
．
0
～
2min
内，生成的水的质量为
3.24g
D
．
0
～
2min
内，
O2的物质的量减少了
0.15mol
2．将过量的等质量的两份锌粉
a
、
b
，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向
a
中加少量
CuSO
4溶液，图中产生
H
2的体积
V(L)
与时间
t(min)
的关系，其中正确的是
A
．
B
．
C
．
D
．
3．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反应：
N
2＋
3H
2⇌
2NH
3，下列叙述能够说明
反应已经达到平衡状态的是
A
．容器中
N2、
H
2、
NH
3共存
B
．
N2与
NH
3的浓度相等
C
．容器中
N2、
H
2、
NH
3的物质的量之比为
1
∶
3
∶
2
D
．反应容器中压强不随时间变化
4．某同学用下图所示装置探究原电池的工作原理，并推出下列结论，正确的是
A
．
Cu
质量减少
B
．
Zn
用作负极
C
．电子由
Cu
并经导线流向
Zn
D
．该装置将电能转换为化学能
5．最近报道的一种处理酸性垃圾渗滤液并用其发电的示意图如图
(
注：盐桥可使原电池两
极形成导电回路
)
。装置工作时，下列说法错误的是
A
．微生物细菌对氮的硝化起氧化作用
B
．盐桥中
K+向
Y
极移动
C
．电子由
Y
极沿导线流向
X
极
D
．
Y
极发生的反应为：--+
322
2NO+10e+12H=N+6HO
6．足量的铁粉和适量的盐酸反应，向其中加入少量下列物质时，能够加快反应速率，但不
影响产生
H
2的总量的是
①锌粉②浓盐酸③石墨粉④醋酸钠⑤硫酸铜⑥硝酸
A
．①③⑤
B
．②③⑤
C
．①③⑥
D
．②④⑤
7．有
A
、
B
、
C
、
D
四种金属，将
A
与
B
用导线连接浸入电解质溶液，
B
不易腐蚀，将
A
与
D
用导线连接浸入电解质溶液电流从
A
流向
D
，无明显变化，若将
B
浸入
C
的盐溶液
中，有金属
C
析出，这四种金属的活动性顺序为
A
．
D
＞
C
＞
A
＞
B
B
．
D
＞
A
＞
B
＞
C
C
．
D
＞
B
＞
A
＞
C
D
．
B
＞
A
＞
D
＞
C
8．利用反应
6NO
2
+8NH
3
==7N
2
+12H
2
O
构成原电池的装置如图所示。此方法既能实现有效
清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。下列说法正确的是
A
．电流从左侧电极
A
经过负载后流向右侧电极
B
B
．电极
B
上发生氧化反应
C
．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
D
．电极
B
上发生的电极反应为：
2NO2
-8e-+4H
2
O==N
2
+8OH-
9．下列有关说法正确的是
A
．水分子间的氢键是一个水分子中氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学健
B
．Na与水反应时，增加水的用量可以明显加快化学反应速率
C
．纯碱溶液清洗油污时，加热可以增强其去污力
D
．向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化
10．将
1mol
的氨基甲酸铵固体置于
2.0L
恒容的密闭真空容器中，发生反应：
NH
2
COONH
4
(s)2NH
3
(g)
＋
CO
2
(g)
。在不同温度下，该反应部分数据如下表。则下列说
法正确的是
时间
/min
12345
浓度
/(mol·L-1)
c(NH
3
)0.320.440.48
c(CO
2
)0.190.24
A
．上述反应式中含有两种类型晶体，且
N
原子的杂化方式也有两种
B
．氨基甲酸铵的平衡转化率为
24%
C
．向容器中充入
Ar
，容器中压强增大，反应速率加快
D
．当容器中混合气体的平均分子量不再变化时，不能证明该反应达到平衡
二、填空题
11．某种以甲醇为原料以
KOH
为电解质的可充电高效燃料电池，充一次电可连续使用
较长时间。下图是一个电化学过程的示意图，已知甲池的总反应式为：
2CH
3
OH
＋
3O
2＋
4KOH
放电
充电
2K
2
CO
3＋
6H
2
O
。
请填空：
(
1
)充电时，外电源的正极与燃料电池的
________
极相连。燃料电池的正极此时的电极反应
式为：
________
。
(
2
)放电时：燃料电池的负极的电极反应式为：
________
。
(
3
)在此过程中若完全反应，当乙池中
A
极的质量增加
648g
，则甲池中理论上消耗通常
状况下
O
2
________
L
(通常状况下气体摩尔体积按
22
.
4L
/
mol
计算)。
(
4
)若在常温常压下，当
3
.
2gCH
3
OH
燃料生成
CO
2和液态
H
2
O
时放热
68
.
22kJ
，表示
该反应的热化学方程式为：
________
。
12．下表中的数据是破坏
1mol
物质中的化学键所消耗的能量：
物质
Cl
2
Br
2
I
2
HClHBrHIH
2
能量
/kJ
2436298436
根据上述数据回答下列问题：
(1)
下列物质中本身具有的能量最低的是
_______
(
填字母
)
。
A．H
2
B．Cl
2
C．Br
2
D．I
2
(2)
下列氢化物中最稳定的是
_______
(
填字母
)
。
A．HClB．HBrC．HI
(3)
22
X
一定
+H
条件
X2H
(X
代表
Cl
、
Br
、
I)
的反应是
_______
(
填
“
吸热
”
或
“
放热
”)
反应。
(4)
相同条件下，
X
2
(X
代表
Cl
、
Br
、
I)
分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出
的热量最多的是
_______
。
13．某温度下，在
2L
的密闭容器中投入一定量的
A
和
B
两种气体，
A
、
B
反应生成气体
C
，
A
、
B
两种气体物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)
从反应开始到
12s
时，用
A
表示的反应速率为
__
。
(2)
经测定前
4s
内
v(C)=0.05mol·L-1·s-1，则该反应的化学方程式为
__
。
(3)
若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个
容器中的反应速率分别为甲：
v(A)=0.3mol·L-1·s-1；乙：
v(B)=0.12mol·L-1·s-1；丙：
v(C)=9.6mol·L-1·min-1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为
__
。
14．我国神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，为我们更好地掌握空间交会
对接技术、开展地球观测活动奠定了基础。我国制造航天飞船的主要材料是铝，因而其也
被称为会飞的金属，请根据其性质回答下列问题：
(
1
)现在工业冶炼铝的化学方程式为
_______________
。
(
2
)铝锂形成化合物
LiAlH
4既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂，遇水能得到无
色溶液并剧烈分解释放出
H
2，
LiAlH
4在化学反应中通常作
_______
(填“氧化”或“还原”)
剂。
(
3
)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。
①
Al
-
Ag
2
O
电池可用作水下动力电源，化学反应为：
2Al
+
3Ag
2
O
+
2NaOH
+
3H
2
O
＝
2Na
[
Al
(
OH
)4]+
6Ag
，则负极的电极反应式为
_______________
，正极附近溶液的
pH
________
(填“变大”“不变”或“变小”)。
②铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如下图所示。
该电池的正极反应方程式为
_______________
；电池中
NaCl
溶液的作用是
_______________
；以该电池为电源，用惰性电极电解
Na2
SO
4溶液，当
Al
电极质量减少
1
.
8g
时，电解池阴极生成的气体在标准状况下的体积为
____________
L
。
15．原电池是一种
_______________________________________
装置。电子表所用的某种钮
扣电池的电极材料为
Zn
和
Ag
2
O
，电解质溶液为
KOH
，其电极反应式为：
Zn
＋
2OH－－
2e－＝
ZnO
＋
H
2
OAg
2
O
＋
H
2
O
＋
2e－＝
2Ag
＋
2OH－
电池的负极是
_______________
，正极发生的是
___________________
反应
(
填反应类型
)
，
总反应式为
__________________________________________________
。
16．化学反应一定伴随能量变化。
（
1
）将
20gBa(OH)
2
·8H
2
O
晶体与
10gNH
4
Cl
晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴
水的玻璃片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到
______
气味，用手触摸烧杯底部感觉
________
，
烧杯下面的玻璃片可能与烧杯
___
。说明
Ba(OH)
2
·8H
2
O
跟
NH
4
Cl
的反应是
_____
（填
“
吸
热
”
或
“
放热
”
）反应。该反应的化学方程式
_________
（
2
）
NaOH
稀溶液跟稀盐酸反应的中和热与
KOH
稀溶液跟稀硫酸反应的中和热
_____
（填
“
相等
”
或
“
不等
”
），原因是（用适当的文字和离子方程式解释）
_____
（
3
）下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是
________
（填序号）
①提高燃料的着火点，②降低燃料的着火点，③将固体燃料粉碎，④将液体燃料雾化，⑤
将燃料煤气化处理，⑥通入适量空气
17．(1)
印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，可用
FeCl
3溶液作
“
腐蚀剂
”
刻制印刷
电路，写出反应方程式
______________________
。
(2)
工业上制取漂白粉的的过程是把氯气通入石灰乳中，写出反应方程
__________________
。
(3)
有甲、乙、丙、丁四种金属，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时甲为负极；把乙、
丁分别浸入相同浓度的稀硫酸中，乙产生气泡的速率更大；把甲、乙用导线连接浸入稀硫
酸中，甲上有气泡冒出；把丙浸入丁的硝酸盐溶液中，丙的表面有丁析出。这四种金属的
活动性由强到弱的顺序是
__________________
。
(4)
将气体
A
、
B
置于容积为
2L
的密闭容器中，发生如下反应：
4A(g)+B(g)=2C(g)
，反应进
行到
4s
末，测得
A
为
0.5mol
，
B
为
0.4mol
，
C
为
0.2mol
，则：
v
A
=
_________
，反应前
A
有
_________
mol
。
(5)
第三周期中有一种元素，其最高价氧化物的水化物与同周期其它元素最高价氧化物的水
化物所属物质类型都不同，用离子方程式表示该水化物分别与烧碱溶液和稀硫酸的反应：
______
；
__________
。
(6)
碳是周期表中形成化合物最多的元素，写出其单质与浓硫酸反应的方程式
___________________
写出能验证碳的非金属性弱于硫的化学反应的离子方程式：
_____________________
，碳还能形成各种有机物，它的一种有机物可由粮食发酵得到，有
特殊的香味，有活血壮胆的功效，写出该有机物在某条件下与氧气催化氧化的反应方程式
_______________
。
18．（
1
）如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氢气从
__
口通入
(
填
“a”
或
“b”)
，
Y
极为电池的
___
(
填
“
正
”
或
“
负
”)
极。
（
2
）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是
Ag
2
O
和
Zn
，电解质溶液为
KOH
溶液，电极反应为：
Zn
＋
2OH--2e-=ZnO
＋
H
2
O
Ag
2
O
＋
H
2
O
＋
2e-=2Ag
＋
2OH-
总反应为
Ag
2
O
＋
Zn=ZnO
＋
2Ag
①
Ag
2
O
是
__
极，
Zn
发生
__
反应。
②电子由
__
极流向
__
极
(
填
“Zn”
或
“Ag
2
O”)
，当电路通过
0.1mol
电子时，负极消耗物质的质
量是
___
g
。
19．向
2L
密闭容器中通入
amol
气体
A
和
bmol
气体
B
，在一定条件下发生反应：
xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)
已知：平均反应速率
v(C)=
1
2
v(A);
反应
2min
时，
A
的浓度减
少了
1
3
，
B
的物质的量减少了
a
2
mol
，有
5
a
6
molD
生成。回答下列问题：
(1)
反应
2min
内，
v(A)=
______________
；
v(B)=
______________
；
(2)
下列叙述能说明该反应已达平衡状态的是：
______
；
A
、
xV(A)正=qV(D)逆
B
、气体总的质量保持不变
C
、
C
的总质量保持不变
D
、混合气体
总的物质的量不再变化
E
、混合气体总的密度不再变化
F
、混合气体平均分子量不再变化
(3)
反应平衡时，
D
为
2amol,
则
B
的转化率为
________
；
(4)
其他条件不变，将容器的容积变为
1L
，进行同样的实验，则与上述反应比较，反应速率
_____
(
是
“
增大
”“
减小
”
或
“
不变
”)
，
20．能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。
(1)
直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但存在利用率低的问题。
CH
4、
CO
、
CH
3
OH
都是重要的能源物质，等质量的上述气体充分燃烧，消耗
O
2最多的是
_______
(
填化学式
)
。
(2)
燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，
a
、
b
均为惰性电极。
①使用时，空气从
_________
口通入
(
填
“A”
或
“B”)
；
②假设使用的
“
燃料
”
是甲烷，
a
极的电极反应为：
_________________
。
(3)
某同学设计如图的原电池，则正极的电极反应式为：
______________
，当导线中有
3.01×1023个电子流过，溶液质量变化为
________
g
。
三、解答题
21．CO
2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题。
(1)CO
2与
CH
4经催化重整制得合成气：
CH
4
(g)
＋
CO
2
(g)2CO(g)
＋
2H
2
(g)
。已知上述反应
中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C-HC=OH-H
CO(CO)
键能
(kJ/mol)
45
则该反应的△
H=
__________
。
(2)
利用
CO
2可制取甲醇，其反应为：
CO
2
(g)
＋
3H
2
(g)催化剂CH
3
OH(g)
＋
H
2
O(g)
。为探究用
CO
2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在恒温恒容密闭容器中，充入
1mol
CO
2和
3molH
2，进行上述反应。测得
CO
2和
CH
3
OH(g)
的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到达平衡这段时间，
(H
2
)=
___________
；该温度下的化学平衡常数数值
=
__________
(
保留三位有效数字
)
。
(3)
一定条件下，将工业排放的
CO
2通过灼热焦炭层可以合成气体燃料
CO
，发生反应
CO
2
(g)
＋
C(s)2CO(g)
，实验测知用不同物质表示的正、逆反应速率符合如下公式：
正
(CO
2
)=k正·C(CO
2
)
，
逆(CO)=k逆·C2(CO)
，则该反应的化学平衡常数
K
与
k正
、
k
逆
之间的关
系式为
_____________
。
(4)
工业上产生的
CO
2还可以用
NaOH
溶液捕获。常温下，如果实验测得捕获
CO
2后溶液中
c(HCO
3
)
：
c(CO2
3
)=2:1
，则此时溶液的
pH=
_______
(
已知常温下，
H
2
CO
3的
K
a1
=4.0×10－
7；
K
a2
=5.0×10－11)
。
(5)
一种和
CO
2相关的熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示，则该电池的负极电极反应式为
_____________
。
22．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1)
氮元素原子的
L
层电子数为
_____
；
(2)
肼
N
2
H
4
(l)
可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂
N
2
O
4
(g)
反应生成
N
2和水蒸气。已知：
①
N
2
(g)+2O
2
(g)=N
2
O
4
(g)ΔH
1
=-19.5kJ/mol
②
N
2
H4(l)+O
2
(g)=N
2
(g)+2H
2
O(g)ΔH
2
=-534.2kJ/mol
写出
N
2
H
4
(l)
和
N
2
O
4
(g)
反应的热化学方程式
_____
；
(3)
已知液态水的汽化焓为
+44.0kJ/mol
，写出表示肼燃烧热的热化学方程式
_____
；
(
提示：
肼与氧气完全燃烧生成
N
2和
H
2
O)
(4)
气态
N
2
O
4中存在如下平衡：
N
2
O
4
(g)
⇌
2NO
2
(g)ΔH=+57.2kJ/mol
。若实验室制备的
N
2
O
4
(g)
中含有少量
NO
2
(g)
，则实验测得肼和
N
2
O
4的反应热将比标准值
_____
(
填
“
偏大
”
或
“
偏小
”)
；
(5)
肼
—N
2
O
4燃料电池是一种碱性电池，以
KOH
为电解质溶液，该电池放电时，负极的反
应式为
_____
；
23．H
2和
I
2在一定条件下反应生成
HI
：
H
2
(g)+I
2
(g)2HI(g)
。在
2L
恒容密闭容器中充入
1molH
2和
3molI
2，在一定温度下发生上述反应，反应至
10min
时测得
HI
为
1mol
。
（
1
）反应至
10min
时，
H
2的转化率为
__
；
0-10min
时间段内，
I
2的平均反应速率为
__
。
（
2
）
10min
时气体总压强
__
起始气体压强（填
“
大于
”“
小于
”
或
“
等于
”
）；若反应继续进
行，达到平衡时，容器中存在
___
种分子。
（
3
）若起始时气体压强为
P
0
Pa
，
10min
时混合气体中
H
2的分压
p(H
2
)=
__
Pa
。（提示：气
体分压
=
总压
×
气体的物质的量分数）
24．反应
Sn+H
2
SO
4
=SnSO
4
+H
2
↑
的能量变化趋势，如图所示：
(1)
该反应为
____________
反应
(
填
“
吸热
”
或
“
放热
”)
。
(2)
若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是
___________
(
填字母
)
。
A．
改锡片为锡粉
B．
加入少量醋酸钠固体
C．
滴加少量
CuSO
4
D．
将稀硫酸改为
98%
的
浓硫酸
(3)
若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为
__________
极
(
填
“
正
”
或
“
负
”)
。石墨棒上产生的现象为
_______________
，该极上发生的电极反应为
_______________
，稀硫酸的作用是传导离子、
_______________
，原电池工作时溶液中的
2-
4
SO
移向
_____________
极移动
(
填正或负
)
。
(4)
实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。
下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
______________________
。
A
．
C(s)+H
2
O(g)=CO(g)+H
2
(g)
△
H>0
B
．
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H
2
O(l)
△
H<0
C
．
2H
2
(g)+O
2
(g)=2H
2
O(l)
△
H<0
D
．
Pb+PbO
2
+2H
2
SO
4
=2PbSO
4
+2H
2
O
△
H<0
以
KOH
溶液为电解质溶液，在所选反应中选择某个反应设计成原电池，该电池负极反应
为：
______________
。
25．Ⅰ
、常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为
Pb
和
PbO
2，电解液为稀
H
2
SO
4溶
液，工作时的总反应式为
Pb＋PbO
2
＋2H
2
SO
4
2PbSO
4
＋2H
2
O。
请依据上述情况
判断：
（1
）铅蓄电池的负极材料是
________________
。
（2
）写出放电时正极反应是
_______________________________________
。
（3
）充电式阴极的电极反应式为
___________________________________
。
（4
）放电时，电解质溶液中阴离子移向
______
极；
Ⅱ、如图所示，若电解
5min
时铜电极质量增加
2.16g
，试回答：
（1
）电源电极
X
名称为
____________
。
（2
）电解池中溶液
pH
变化（选填“增大”、“减小”、“不变”）：
C
池
________
。
（3）B
中阳极的电极反应式为
________________________________
。
（4）A
中发生反应的离子方程式为
_____________________________________________
。
26．甲醇是一种清洁能源。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应
Ⅰ
：
CO(g)+2H
2
(g)
⇌
CH
3
OH(g)
，△
H
1
反应
Ⅱ
：
CO
2
(g)+3H
2
(g)
⇌
CH
3
OH(g)+H
2
O(g)
，△
H
2
(1)
在一定条件下将
1molCO
和
4molH
2充入
2L
的密闭容器中发生反应
I
，
5min
后测得
c(H
2
)=1.2mol/L
，计算此段时间的反应速率
(
用
H
2表示
)
______
mol/(L·min)
。
(2)
反应
CO
2
(g)+H
2
(g)
⇌
CO(g)+H
2
O(g)
△
H
3
=
______
(
用△
H
1和△
H
2表示
)
。
(3)
若容器容积不变，下列措施可提高反应
Ⅱ
的反应速率的是
(
选字母
)
______
。
a
．充入
CO
2，使体系总压强增大
b
．将
CH
3
OH(g)
从体系中分离出来
c
．充入
He
，使体系总压强增大
d
．使用高效催化剂
(4)
保持恒温恒容的条件下将反应
Ⅱ
的平衡体系各物质浓度均增加一倍，则化学平衡向
______
(
填
“
正向
”
、
“
逆向
”
或
“
不
”)
移动，平衡常数
K
______
(
填
“
变大
”
、
“
变小
”
或
“
不变
”)
。
(5)
这两种合成甲醇的方法比较，原子利用率较高的是
(
填
“Ⅰ”
或
“Ⅱ”)
______
。
27．在催化剂作用下，
CO
可脱除燃煤烟气中的
SO
2，生成单质
S
和一种温室效应气体。
(1)
该反应的化学方程式为
___________
。
(2)
为加快该反应的速率，可采取的措施是
____________
(
任写两条
)
。
(3)T
℃时，向恒容密闭容器中加入
SO
2和
CO
气体各
4mol
，测得反应体系中两种气态含碳
物质的浓度随时间变化关系如图所示。
①图中
___
线
(
填
“a”
或
“b”)
表示的是
CO
的浓度变化情况，容器容积
V=
_____
L
。
②当反应进行至图中
N
点时，
CO
的转化率为
_____
，
SO
2的浓度为
_____
。
③用单质
S
的变化量表示
0~t
1
min
内该反应的平均反应速率
υ(S)=
_________
g·min-1。
(
用含
t
1的代数式表示
)
28．纯橄岩为含镁的硅酸盐矿物，并含有
MnO
、
Fe
2
O
3、
FeO
、
SiO
2和一些有机物等杂质。
工业上利用纯橄岩制备一水硫酸镁
(MgSO
4
·H
2
O)
的工艺流程如图：
(
1
)酸浸时温度控制在
90
℃
~100
℃之间，并且要连续搅拌
2
小时。
①连续搅拌
2
小时的目的是
___
。
②酸浸时适宜的酸度及用量对酸浸工艺十分重要，浓度过低，浸取不完全，浓度过高
(>5mol/L)
造成浆料黏度过大，出现
“
包团现象
”
，根据酸浸反应原理分析，造成浆料黏度过
大的物质是
___
(
填名称
)
。
(
2
)已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从
滤液中充分回收
MgSO
4
·H
2
O
，采取将滤液蒸发浓缩、加压升温的方法结晶，需要加压升温
的原因是
___
。