-第六章《化学反应与能量》测试卷

第六章《化学反应与能量》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述中不正确的是(　　)
A． 碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱
B． a是正极，b是负极
C． 导线中有电子流动，电子从a极到b极
D． a极上的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
2.有一种纸质软电池，该电池采用薄层纸片作为载体和传导体，一面附着锌，另一面附着二氧化锰。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，关于此电池，下列说法正确的是(　　)
A． 该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2作催化剂
B． 该电池的正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－
C． 放电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D． 电池工作时，OH－通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
3.化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图，下列说法正确的是(　　)
A． 氯化氢分子的电子式：
B． 该反应既是氧化还原反应又是放热反应
C． 形成1 mol H—Cl键要吸收431 kJ的能量
D． 反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量
4.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　)
A． 外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B． 若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C． SO移向X电极，Y电极上有氢气产生
D． X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
5.如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是(　　)
A． 电极A为电池负极
B． 电极B表面上发生还原反应
C． 工作一段时间溶液pH保持不变
D． 燃料电池工作时不会出现火焰
6.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列描述正确的是(　　)
A． 反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B． 反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C． 反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D． 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)
7.下列说法不正确的是(　　)
A． 化学变化中一定有化学键的断裂
B． 化学变化中一定有化学键的形成
C． 有化学键断裂的变化一定是化学变化
D． 氯化钠熔化过程中化学键被破坏
8.按如图所示装置实验，随着流入正极的电子的物质的量增大，对下列物理量按增大、减小、不变顺序排列的是(　　)
①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A． ④，①③⑤，②
B． ④，①⑤，②③
C． ①④，③⑤，②
D． ④，③⑤，①②
9.已知金属单质X、Y、Z、W之间有下列关系：
①2X＋3Y2＋===2X3＋＋3Y；
②Z元素最高价氧化物对应的水化物的碱性比X元素的强；
③由Y、W与稀硫酸组成的原电池，Y为负极。
则X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为(　　)
A． X>Z>Y>W
B． Z>W>X>Y
C． Z>Y>X>W
D． Z>X>Y>W
10.在反应H2＋Cl2===2HCl中，已知断开1 mol H—H需要能量436 kJ，断开1 mol Cl—Cl需要能量243 kJ，断开1 mol H—Cl需要能量431 kJ，判断该反应是(　　)
A． 放出83 kJ热量
B． 吸收183 kJ热量
C． 放出183 kJ热量
D． 反应总能量低于生成物的总能量
11.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的物质的量与反应时间的关系如图所示，下列结论不正确的是(　　)
A． 反应开始2 min内平均反应速率最大
B． 反应速率先增大后减小
C． 反应在第2 min到第4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D． 反应在第2 min到第4 min内生成CO2的平均反应速率为前2 min的2倍
12.下列叙述中不正确的是(　　)
A． 根据一次能源和二次能源的划分，水力和煤都是一次能源，水电和火电都是二次能源
B． 沼气是一种清洁能源，使用沼气作能源是对化学能的充分利用
C． 可以寻找特殊物质，用于开发廉价能源，使水分解而获取二次能源氢气，同时释放能量
D． 在火力发电过程中，化学能转化为热能的过程中实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
13.下列有关反应速率的说法正确的是(　　)
A． 用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率
B． 100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C． SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢
D． 汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢
14.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：2A(g)＋B(s)C(g)＋D(g)，下列描述中能表现反应已达到平衡状态的个数为(　　)
①容器内温度不变　②混合气体的密度不变　③混合气体的压强不变　④混合气体的平均相对分子质量不变　⑤C(g)的物质的量浓度不变　⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1　⑦某时刻v(A)＝2v(C)且不等于零　⑧单位时间内生成nmol D，同时生成2nmol A
A． 4
B． 5
C． 6
D． 7
15.下列图示变化为吸热反应的是(　　)
A． A
B． B
C． C
D． D
二、实验题(共3小题)
16.在一只小烧杯里，加入20 g氢氧化钡[Ba(OH)2·8H2O]晶体粉末，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后加入10 g氯化铵晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。
(1)实验中玻璃棒的作用是________________________________________________________。
(2)反应的化学方程式是__________________________________________________________，
该反应属________反应(填基本反应类型)。
(3)实验中观察到的________________、______________且反应混合物成糊状，反应混合物呈糊状的原因是___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)通过________现象，说明该反应为________热反应，这是由于反应物的总能量________生成物的总能量。
17.如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_______________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是_______________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：_________________________________________________。
(4)由实验推知，氯化镁溶液和氢气的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
18.某研究性学习小组在探究淡黄色过氧化钠与水反应是放出热量还是吸收热量时设计了如图所示的实验装置。
在小试管里加入1 g 淡黄色过氧化钠，把小试管套在带支管的试管内。在U形管内加入少量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。
(1)过氧化钠的电子式________________。
(2)写出上述反应的化学方程式___________________________________________________。
(3)下列各图中，表示过氧化钠与水反应的图是(　　)
三、计算题(共3小题)
19.已知反应：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在5 L的密闭容器中进行。20 s后，NO的物质的量增加了1.6 mol。
(1)此时用NO表示该反应的反应速率v(NO)是多少？
(2)20 s后，NH3、O2、H2O物质的量变化了多少？用NH3、O2、H2O表示的化学反应速率v(NH3)、v(O2)、v(H2O)分别是多少？
(3)同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值是否相同？表示的反应快慢是否相同？用不同物质表示的反应速率其数值有什么规律？
20.为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)鸠馛H3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是_________________________________________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_______________________________________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________________________________________________。
21.把0.4 mol X气体和0.6 mol Y 气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)nZ(g)＋6W(g)。2 min末已生成0.3 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，试计算：
(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为。
(2)2 min末时Y的浓度为。
(3)化学反应方程式中n＝。
(4)2 min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的倍。
四、填空题(共3小题)
22.H2(g)＋I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是__________(填序号)。
①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
③c(H2)∶c(I2)∶c(HI)不再变化
④单位时间内生成nmol H2的同时生成2nmol HI
⑤单位时间内生成nmol H2的同时生成nmol I2
⑥反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
23.1800年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电池(也叫伏打电堆)，如下图所示。
观察示意图，思考回答下列问题：
(1)负极是：________，电极反应________________。
(2)正极是：________。
(3)猜测得电子发生还原反应的物质可能是________。
24.(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从________口通入(填“a”或“b”)，X极为电池的________(填“正”或“负”)极。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
(3)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Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag
①Zn是________极，Ag2O发生________反应。
②电子由______极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是________g。
③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量______(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案解析
1.【答案】B
【解析】在a、b与稀硫酸组成的原电池中， a为原电池的负极，失去电子发生氧化反应；b为原电池的正极，溶液中的氢离子在正极上得到电子被还原，有氢气放出，溶液中氢离子浓度逐渐减小，酸性减弱；在其外电路中，电子由a极(负极)流出经电流表流向b极(正极)。
2.【答案】B
【解析】从总反应看，电解质环境为碱性。Zn发生氧化反应(负极)：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2发生还原反应(正极)：MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，A项错误、B项正确；外电路电子由Zn流向MnO2，内电路通过离子移动导电，OH－移向锌极，C、D错误。
3.【答案】B
【解析】HCl是共价化合物，故A项电子式错；形成化学键要放出能量，C项错；通过计算判断放出的能量大于吸收的能量，该反应为放热反应，D项错，B正确。
4.【答案】C
【解析】由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向应该是Y→外电路→X，故A错误；X为原电池的负极，Y为正极，则X应为Zn，故B错误；X为负极，Y电极上生成氢气，SO移向负极X电极，故C正确；X极上发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应，故D错误。
5.【答案】C
【解析】甲醇燃料电池中，甲醇在负极通入，氧气在正极通入，即A是负极，B是正极，O2在电极B表面发生还原反应，A、B正确；由于氧气和甲醇不直接接触，不可能产生火焰，D正确；因为反应后会生成碳酸钾，消耗氢氧化钾，因此溶液的碱性降低，C错误。
6.【答案】C
【解析】v(Z)＝＝＝0.079 mol·L－1·s－1；
Δc(X)＝＝0.395 mol·L－1；
反应开始到10 s时，Y减少的物质的量为0.79 mol，其转化率为79.0%；
X、Y、Z变化的物质的量之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，
化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)。
7.【答案】C
【解析】化学变化中一定有化学键的断裂与形成；有化学键断裂的变化不一定是化学变化，如电解质溶于水发生电离，离子化合物受热熔化等，都有化学键的断裂，但没有新的化学键的形成，它们不是化学变化。
8.【答案】A
【解析】铁作负极失去电子形成Fe2＋而溶解，即a极质量减小；Ag作正极，Ag＋在正极得到电子生成Ag，即b极质量增大，溶液c(Ag＋)减小；铁置换出了银，溶液质量减小；NO没参加反应，其浓度不变。
9.【答案】D
【解析】由信息①可得还原性X>Y，由②可得还原性Z>X，由③可得还原性Y>W，所以还原性Z>X>Y>W。
10.【答案】C
【解析】反应放出的热量＝反应物化学键断裂吸收的总能量－生成物化学键形成放出的总能量。
氢气、氯气中化学键断裂吸收的总能量＝243 kJ＋436 kJ＝679 kJ，氯化氢中化学键形成放出的总能量＝2×431 kJ＝862 kJ,862 kJ＞679 kJ，反应物总能量高于生成物的总能量。该反应放出能量，为放热反应，
该反应放出的热量＝862 kJ－679 kJ＝183 kJ。
11.【答案】A
【解析】由图可知，2～4 min时间内，生成的二氧化碳的物质的量最大，故2～4 min内平均反应速率最快，A项错误；由图像可知，0～2 min内，生成二氧化碳0.1 mol，2～4 min内，生成二氧化碳0.2 mol,4～6 min内，生成二氧化碳0.05 mol，则反应速率先增大后减小，B项正确；随反应进行，氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率降低，由图像可知，2～4 min反应速率最快，说明2～4 min温度对反应速率起主要作用，4 min后反应速率又降低，说明氢离子浓度起主要作用，C项正确；2～4 min内，生成0.2 mol CO2,0～2 min内，生成0.1 mol CO2，相同时间内CO2的生成速率与其生成的物质的量成正比，D项正确。
12.【答案】C
【解析】开发廉价能源分解水获取氢气的研究方向是可行的，但不管发生什么条件下，水分解都是吸热反应，不可能释放能量，C项不正确。
13.【答案】D
【解析】常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，A错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，所以反应速率减慢，B错误；升温，反应速率加快，C错误；减小压强，反应速率减慢，D正确。
14.【答案】C
【解析】⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2∶1∶1，A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1时，反应不一定达到平衡状态；⑦某时刻v(A)＝2v(C)且不等于零，没有指明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个，答案选C。
15.【答案】A
【解析】反应物的总能量低于生成物总能量为吸热反应，否则为放热反应。
16.【答案】(1)搅拌使混合物充分接触并发生反应
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=== BaCl2＋ 2NH3↑ ＋10H2O　复分解
(3)玻璃片上结冰而与小烧杯粘结在一起　有刺激性气味　反应发生时有水生成
(4)结冰(粘结)　吸　小于
【解析】该实验中的氢氧化钡与氯化铵都为固体，二者混合时要用玻璃棒迅速搅拌，使其充分接触发生反应
Ba(OH)2·8H2O＋ 2NH4Cl=== BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应为复分解反应。
反应过程中有刺激性气味的氨气放出；由于该反应为吸热反应，玻璃片温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯粘结；烧杯内的混合物因有水生成且在玻璃棒的搅拌下而呈糊状。
17.【答案】(1)①镁片上有大量气泡产生、②镁片逐渐溶解、③烧杯中溶液变浑浊
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，氢氧化钙在水中的溶解度随温度升高而减小，有氢氧化钙晶体析出
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
【解析】镁片与盐酸的反应是放热反应，反应物(镁和盐酸)的总能量高于生成物(氯化镁和氢气)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使氢氧化钙的溶解度下降而析出氢氧化钙晶体。
18.【答案】(1)Na＋[]2－Na＋
(2)2Na2O2＋ 2H2O ===4NaOH ＋ O2↑
(3)B
【解析】过氧化钠与水的反应是放热反应，反应物具有的总能量高于生成物的总能量。
19.【答案】(1)v(NO)＝0.016 mol·L－1·s－1。
(2)NH3的物质的量减少了1.6 mol，O2的物质的量减少了2 mol，H2O的物质的量增加了
2.4 mol；v(NH3)＝0.016 mol·L－1·s－1，v(O2)＝0.02 mol·L－1·s－1，v(H2O)＝0.024 mol·L－1·s－1。
(3)同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的反应快慢相同；反应速率之比等于各物质化学计量数之比。
【解析】
20.【答案】(1)2.96×10－3mol·L－1·s－1
(2)1.26×10－3mol·L－1·s－1
(3)0.74 mol·L－1
【解析】
21.【答案】(1)0.075 mol·L－1·min－1(2)0.175 mol·L－1　(3)4　(4)1.05
【解析】根据题给信息：v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1，c(Z)＝0.05×2 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，起始时，c(X)＝0.2 mol·L－1，c(Y)＝0.3 mol·L－1,2 min末，c(W)＝0.15 mol·L－1；
4X(g)　＋　5Y(g)nZ(g)＋6W(g)
起始量/mol·L－10.2 0.3 0 0
变化量/mol·L－10.1 0.125 0.1 0.15
剩余量/mol·L－10.1 0.175 0.1 0.15
(1)v(W)＝＝0.075 mol·L－1·min－1；(2)c(Y)＝0.3 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.175 mol·L－1；(3)根据方程式比例关系：n∶6＝0.1∶0.15，n＝4；(4)在其他条件不变的情况下，反应前后气体的压强之比等于反应前后气体的总物质的量之比，p(后)∶p(前)＝(0.1×2＋0.175×2＋0.1×2＋0.15×2)∶(0.4＋0.6)＝1.05∶1。
22.【答案】③④⑦⑨
【解析】①和②分别体现了化学平衡建立过程中的某一种特定状态，这不一定是平衡状态；③体现了c(H2)、c(I2)和c(HI)都不再变化，这是一种平衡状态；④体现了v逆(H2)＝v正(HI)，即v正＝v逆，这是一种平衡状态；⑤未体现v正＝v逆，都为逆反应速率，这不一定是平衡状态；⑥未体现v正＝v逆，这不一定是平衡状态；⑦体现了v正＝v逆，这是一种平衡状态；⑧体现的是反应从开始到化学平衡过程中的任意状态，这不一定是平衡状态；⑨体现了c(I2)、c(H2)和c(HI)都不再变化，这是一种平衡状态；⑩体现的是反应从开始到化学平衡过程中的任意状态，这不一定是平衡状态。
23.【答案】(1)Zn　Zn－2e－===Zn2＋
(2)Cu
(3)氧气
【解析】
24.【答案】(1)b　负　(2)负　流出 (3) ①负　还原　②Zn　Ag2O　32.5　③不变
【解析】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X是负极；Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。②发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1 mol时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。