第六章　化学反应与能量　章末检测试卷(二)(含答案）

第六章　化学反应与能量 章末检测试卷(二)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分。每小题只有一个选项符合题意)
1．绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源，下列属于绿色能源的是(　　)
①太阳能　②风能　③潮汐能　④煤　⑤天然气　⑥石油
A．①②③ B．③④ C．④ D．①②⑤
2．(2022·南京高一阶段检测)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(　　)
A．乙醇燃烧 B．碳酸氢钠和盐酸反应
C．镁与稀硫酸反应 D．钠和水反应
3．下列关于能量转换的认识不正确的是(　　)
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
4．对于反应中的能量变化，下列表述正确的是(　　)
A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
B．断开化学键的过程会放出能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．氧化反应均为吸热反应
5．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) ??2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是(　　)
A．缩小体积使压强增大 　　 B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He 　　 D．恒压，充入He
6．如图为铜、银和AgNO3溶液构成的原电池的示意图，下列说法错误的是(　　)
A．铜片为负极，且铜片逐渐溶解
B．银片为正极，且银片的质量增加
C．电子由银片通过导线流向铜片
D．该装置能将化学能转化为电能
7．(2022·广西河池高一阶段检测)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(　　)
A．改变外界条件，可逆反应的限度一定不会发生改变
B．恒容条件下充入氮气，反应体系的压强增大，反应速率增大
C．升高温度将增大此反应的速率
D．恒容条件下，反应体系中混合气体密度不再发生变化时说明反应达到了平衡状态
8．根据如图所示示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．1 mol C(s)与1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时，能量增加(b－a) kJ
B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C．1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ
D．1 mol C、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ
9．(2022·河南濮阳一高高一期中)为了说明影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是(　　)
选项 实验 结论
A 在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉末分别与相同浓度的盐酸反应 大理石粉末反应快
B 相同浓度、相同体积的浓硝酸分别放在暗处和强光处 光照可以加快浓硝酸的分解
C 相同大小、相同形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应 二者的化学反应速率相等
D 室温下，向两支试管中分别加入相同浓度、相同体积的双氧水，再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末 二者产生氧气的快慢不同
10.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能为(　　)
A．Y2为0.4 mol·L－1
B．Z为0.3 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
11．一定温度下，可逆反应A(g)＋2B(g)??2C(g)达到平衡状态的标志是(　　)
A．A的分解速率和C的生成速率之比为1∶2
B．单位时间内生成n mol A的同时生成2n mol B
C．A、B的物质的量之比为1∶2
D．A、B、C的浓度不再发生变化
12．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是(　　)
A．2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1 mol Cu2O与2 mol Ag具有的总能量
B．Ag2O/Ag电极为正极
C．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O
D．电池工作时，OH－向正极移动
13．X(g)＋3Y(g)??2Z(g)生成2 mol Z时，放出92 kJ的热量，将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中进行反应，10 min时测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是(　　)
A．10 min内，X的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
B．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
C．10 min内，消耗0.1 mol X，生成0.4 mol Z
D．10 min内，X和Y反应放出的热量为92 kJ
14．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L－1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化)，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示：
t/min 0 2 4 6
V(O2)/mL 0 9.9 17.5 22.4
资料显示，反应分两步进行：①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑；②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．Fe2＋的作用是增大过氧化氢的分解速率
B．反应①②均是放热反应
C．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)是吸热反应
D．0～6 min内的平均反应速率v(H2O2)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1
15．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是(　　)
A．PbO2是电池的负极
B．负极的电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4
C．铅酸蓄电池放电时，每转移2 mol电子消耗1 mol H2SO4
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g
16．(2022·深圳福田外国语高中高一期中)用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，实验过程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．EF段收集的CO2最多，化学反应速率最快
B．FG段反应速率变慢的主要原因是反应吸热，温度下降
C．从图像中可以推测该反应为放热反应
D．向溶液中加入NaCl溶液会降低反应速率
17．某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是(　　)
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
C．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
18．某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O5??4NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是(　　)
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(12分)分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中 为电流表。请回答下列问题：
(1)以下叙述中，正确的是________(填字母)。
A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C．两烧杯中溶液pH均增大
D．产生气泡的速率甲中比乙中慢
E．乙的外电路中电流方向为Zn→Cu
F．乙溶液中SO向铜片方向移动
(2)变化过程中能量转化的主要形式：甲为______________________；乙为________________。
(3)在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应式及总反应的离子方程式：
铜电极：________________________________________________________________________，
总反应：________________________________________________________________________。
当电路中转移0.25 mol电子时，消耗负极材料的质量为________g(Zn的相对原子质量为65)。
20．(10分)(2022·黑龙江大庆中学高一期中)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。请回答下列问题：
(1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是________(填字母，下同)。
a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂
c．充入氦气 d．适当降低温度
(3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
a．2v正(O2)＝v逆(SO2)
b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化
c．SO3的物质的量不再变化
d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时，v正(SO2)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(SO2)。
②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是__________ mol·L－1·min－1。
③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝________。
21．(12分)(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1 mol N2和1 mol O2完全反应生成NO会__________(填“吸收”或“放出”)________ kJ能量。
(2)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO??2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示。
实验编号 T/℃ NO初始浓 度/(mol·L－1) CO初始浓 度/(mol·L－1) 催化剂的比表 面积/(m2·g－1)
Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82
Ⅱ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10－3 82
①表中a＝________________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线__________(填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A．容器内温度不再变化
B．容器内的气体压强保持不变
C．2v逆(NO)＝v正(N2)
D．容器内混合气体的密度保持不变
22．(12分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量__________(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。
①用N2表示的化学反应速率为___________________________________________________。
②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填字母)。
a．N2的转化率达到最大值
b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2
c．体系内气体的密度保持不变
d．体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度________(填“升高”或“降低”)。反应过程______(填“①”或“②”)的能量变化可用图乙表示。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙所示：
①则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为_________________。
②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为______L。
章末检测试卷(二)
1．A　2.B　3.D
4．A　[放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，A项正确；断开化学键的过程会吸收能量，B项错误；吸、放热反应与外界条件无直接关系，C项错误；食物的腐败变质是氧化反应，该过程是放热的，D项错误。]
5．C　[缩小容器的体积，各组分浓度增大，反应速率加快，故A不符合题意；恒容状态下，充入氮气，增加氮气浓度，反应速率加快，故B不符合题意；He不参与反应，恒容状态下充入He，反应混合物中各组分浓度不变，即化学反应速率不变，故C符合题意；恒压状态下充入He，容器的体积增大，反应混合物中各组分浓度减小，化学反应速率减慢，故D不符合题意。]
6．C　7.C
8．C　[该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B项正确；根据图像可知1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的能量为131.3 kJ，而1 mol H2O(l)变为1 mol H2O(g)时要吸收能量，因此1 mol C(s)和1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量大于131.3 kJ，C项错误；由图可知，1 mol C、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的能量为a kJ，D项正确。]
9．C　[大理石块与大理石粉末相比，大理石粉末与盐酸的接触面积大，反应速率快，A正确；光照比暗处温度高，则光照可以加快浓硝酸的分解，B正确；金属越活泼，与酸反应越剧烈，则Mg与盐酸反应速率快，C不正确；催化剂可加快反应速率，则加入少量二氧化锰粉末时双氧水产生的氧气快，D正确。]
10．B　[若Z完全转化为反应物，则Y2为0.4 mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此Y2的平衡浓度小于0.4 mol·L－1，选项A错误；若反应物完全转化为生成物，则Z为0.4 mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此Z小于0.4 mol·L－1, Z为0.3 mol·L－1是有可能的，选项B正确、D错误；若Z完全转化为反应物，则X2为0.2 mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此X2的平衡浓度小于0.2 mol·L－1，选项C错误。]
11．D　[无论反应是否达到平衡，A的分解速率和C的生成速率之比都为1∶2，A项不能说明反应达到平衡状态；无论反应是否达到平衡，单位时间内生成n mol A，同时都会生成2n mol B，B项不能说明反应达到平衡状态；A、B的物质的量之比为1∶2，只能表示某一时刻二者的物质的量之比，这个时间点不一定是平衡状态的时间点，C项不能说明反应达到平衡状态；A、B、C的浓度不再发生变化，D项能说明反应达到平衡。]
12．B
13．A　[10 min内，Δn(Y)＝3 mol－2.4 mol＝0.6 mol，则Δn(X)＝Δn(Y)＝×0.6 mol＝0.2 mol，故v(X)＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1，A正确；v＝表示某个时间段内的平均反应速率，在第10 min时，X的浓度比前10 min内的少，故该时间点的反应速率小于0.01 mol·L－1·min－1，B错误；10 min内，消耗0.2 mol X，生成了0.4 mol Z，C错误；10 min内，消耗了0.2 mol X的情况下，该反应放出的热量为18.4 kJ，D错误。]
14．D　[Fe3＋作催化剂，增大过氧化氢的分解速率，Fe2＋是中间产物，A项错误；根据图像可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，B项错误；根据图像可知，反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，C项错误；0～6 min内生成氧气0.001 mol，消耗H2O2 0.002 mol，则平均反应速率v(H2O2)＝≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1，D项正确。]
15．B　[铅酸蓄电池放电时，是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，A项错误；负极上Pb失电子后和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb＋SO－2e－===PbSO4，B项正确；1 mol Pb反应转移2 mol电子，消耗2 mol H2SO4，C项错误；放电时两电极质量均增加，负极的电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，每转移1 mol电子时电极质量增加48 g，正极的电极反应式为PbO2＋SO＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O，每转移1 mol电子时电极质量增加32 g，D项错误。]
16．B
17．D　[根据电池总反应2H2＋O2===2H2O可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应：H2－2e－===2H＋，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。通入氢气的一极为电池的负极，则a为负极，b为正极，电子由负极经外电路流向正极，即由a极经外电路流向b极，A错误；每转移0.1 mol电子，消耗0.05 mol 的H2，标准状况下的体积为1.12 L，但选项中没有说明是否为标准状况，则气体的体积不一定为1.12 L，B错误；中间为固体酸膜，可以传递H＋，结合图示可知，b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C错误；a极上氢气失电子生成H＋，阳离子向正极移动，所以H＋由a极通过固体酸膜传递到b极，D正确。]
18．C　[结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确、D项错误。]
19．(1)CD　(2)化学能转化为热能　化学能转化为电能　(3)锌片不纯，在锌片上形成了原电池　(4)Cu2＋＋2e－===Cu　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　8.125
解析　甲中没有形成闭合回路，不能构成原电池，铜不能与稀硫酸反应，所以铜片表面没有气泡产生，烧杯中氢离子参加反应，浓度减小，溶液的pH增大。乙中构成原电池，加快了化学反应速率，所以产生气泡的速率甲中比乙中慢；乙中Zn为负极，Cu为正极，所以电流方向为Cu→Zn，溶液中的H＋向铜片方向移动，SO向锌片方向移动。乙中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，转移0.25 mol电子时，消耗Zn 0.125 mol，质量为0.125 mol×65 g·mol－1＝8.125 g。
20．(1)放热　(2)ab　(3)ac　(4)①>　②0.8　③8
解析　(4)①由图可知，2 min时，化学反应没有达到平衡，反应仍然正向进行，所以v正(SO2)> v逆(SO2)。②0～5 min内SO3的物质的量变化量为8 mol，根据速率公式可知表示0～5 min内用SO3的浓度变化表示的平均速率为＝0.8 mol·L－1·min－1。③根据2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)可知，初始加入10 mol SO2和a mol O2，反应达到平衡时，生成SO3为8 mol，则消耗的O2为4 mol，反应达到平衡时，O2的转化率为50%，即×100%＝50%，解得a＝8。
21．(1)吸收　180　(2)①1.20×10－3　②Ⅰ和Ⅲ　③乙　(3)CD
解析　(1)由图可知，1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成NO(g)时，断裂反应物中化学键吸收的总能量为946 kJ＋498 kJ＝1 444 kJ，形成生成物中化学键放出的总能量为2×632 kJ＝1 264 kJ，则反应需要吸收180 kJ的热量。(2)①由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂的比表面积不同，实验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，则温度和反应物的初始浓度要相同，实验Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积相同、温度不同，实验目的是验证温度对反应速率的影响，则反应物的初始浓度要相同，则a为1.20×10－3。②由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅲ反应物初始浓度、催化剂的比表面积均相同，温度不同，实验目的是验证温度对化学反应速率的影响。③因实验Ⅰ、Ⅱ催化剂的比表面积不同，温度、反应物的初始浓度相同，但实验Ⅱ的反应速率大，先达到化学平衡，故曲线乙表示实验Ⅱ。(3)因反应在绝热容器中进行，容器内的温度会变化，当温度不再变化时，说明反应已达到平衡状态；该反应是一个反应前后气体体积减小的反应，当容器内的气体压强保持不变时，说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡状态；v逆(NO)＝2v正(N2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故2v逆(NO)＝v正(N2)时反应没有达到平衡状态；由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，则容器内混合气体的密度一直保持不变，故混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态。
22．(1)小于　(2)①0.25 mol·L－1·min－1　②ad　(3)降低　①　(4)①正极　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　②11.2
解析　(1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化，所以将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20 mol，放出的热量小于920 kJ。(2)①v(NH3)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝v(NH3)＝×0.5 mol·L－1·min－1＝0.25 mol·L－1·min－1。②反应进行到最大限度，即达到平衡状态，N2的转化率达到最大值，则说明反应达到平衡状态，a项正确；N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度保持不变，无法说明反应达到平衡状态，b项错误；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，c项错误；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，若物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态，d项正确。(3)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸收热量，则反应后②中的温度降低；Al与盐酸反应放出热量，从图乙中能量变化可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则可表示反应过程①的能量变化。(4)①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②原电池中正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当转移2 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 mol，在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。