第六章 整理与提升——高一化学人教版（2019）必修第二册洞悉课后习题（含答案）

第六章 整理与提升
1.已知化学能与其他形式的能可以相互转化。请回答下列问题。
（1）化学能与其他形式的能相互转化的途径是________________。
（2）填写下表：
化学反应 能量转化形式
① 由________________能转化为________________能
②
③
④
（3）上述反应中属于氧化还原反应的是________________（填序号）。
2.一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：。开始时加入4mol A、6molB、2molC，在2min末测得C的物质的量是3 mol。
（1）用A的浓度变化表示反应的平均速率：________________。
（2）在2min末，B的浓度为________________。
（3）若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(填“增大”“减小”或“不变”)：
①升高温度，化学反应速率________________；
②充入1molB,化学反应速率________________；
③将容器的体积变为3L，化学反应速率________________；
3.C、CO、和是常用的燃料，1mol上述物质分别完全燃烧生成及时，放出的热量依次为393.5kJ、283.0kJ、890.3kJ和1366.8kJ。相同质量的这4种燃料完全燃烧，放出热量最多的是( )
A.C B.CO C. D.
4.氢气是非常有前途的新型能源，氢能开发中的一个重要问题就是如何制取氢气。以下研究方向你认为不可行的是( )
A.建设水电站，用电力分解水制取氢气
B.寻找更多的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气
C.设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
D.寻找特殊的化学物质作催化剂，用于分解水制取氢气
5.把4种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若相连，a为负极；相连，d上有气泡逸出；相连时，a质量减少；相连，b为正极。则4种金属的活动性顺序
由大到小排列为( )
A. B. C. D.
6.某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，回答下列问题。
（1）实验1、2中Al电极的作用是否相同？___________。
（2）实验3中铝为___________极，电极反应式为；石墨为___________极，电极反应式为；电池总反应式为___________。
（3）实验4中的铝为___________极，原因是___________。写出铝电极的电极反应式：___________。
（4）根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响？___________。
7.某同学用相同质量的锌粉先后与1 mol/L盐酸及相同体积未知浓度的盐酸反应，记录相关数据，并作出两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图（如图所示）。
（1）如果请你做这一实验，你如何测量反应放出气体的体积？
（2）请根据图示判断并解释，该同学所用未知浓度的盐酸，其浓度是高于还是低于1 mol/L。
（3）如果用1mol/L硫酸代替上述实验中的1mol/L盐酸，二者的反应速率是否相同？请说明原因。
8.1molC、1mol CO分别按下式反应（燃烧）：
放热110.5kJ
放热283.0kJ
放热393.5kJ
分析上述化学方程式及有关数据，说明为什么煤炭充分燃烧不仅能够节约能源，还可以减少对环境的污染。
9.冷敷袋俗称冰袋，在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途。
（1）制作冷敷袋可以利用（ ）。
a.放热的化学变化 b.吸热的化学变化 c.放热的物理变化 d.吸热的物理变化
（2）以下是三种常见冷敷袋所盛装的主要物质，请从（1）的选项中找出其对应的主要工作原理。
①冰②硝酸铵+水③硝酸铵+水合碳酸钠
（3）请写出十水合碳酸钠与硝酸铵在一定条件下反应的化学方程式，并从反应物、生成物总能量高低的角度解释该反应有能量变化的原因。(提示：该反应产生了两种气体。）
（4）请从使用的便捷性、安全性等角度比较上述三种冷敷袋，并与同学讨论。
10.某温度时，在2L容器中发生A、B两种物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。请分析图中数据，回答下列问题。
（1）该反应的化学方程式为_______________。
（2）反应开始至4min,A的平均反应速率为_______________（填“是”或“否”）；8 min时，正反应速率_______________逆反应速率（填“>”“<”或“=”）。
（3）4 min时，反应是否达到化学平衡？
11.近年来电池研发领域涌现出的纸电池，其组成与传统电池类似，主要包括电极、电解液和隔离膜(如下图所示)，电极和电解液均“嵌”在纸中。纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破。
（1）某学生在课外活动时，根据纸电池的结构示意图，利用实验室中的氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜，用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片，先后制作了两个简易电池。在用电流表测试这两个电池时，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转方向相反。你能对该同学的实验结果作出解释吗？
（2）请利用家庭易得材料，设计制作一个简易电池，并试验其能否产生电流（画出设计图，并标明所用材料）。
（3）根据纸的特性，试推测纸电池会有哪些不同于传统电池的特别之处，并通过网络搜索验证你的推测。
12.下列关于化学变化的说法中错误的是( )
A.化学变化过程中必然会引起能量变化，但能量变化不一定会引起化学变化
B.化学变化过程中-定有化学键的断裂和形成，但有化学键断裂或形成的过程不一定发生了化学变化
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D.化学变化过程中的能量变化都是热能变化
13.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法中不正确的是( )
A.图甲：向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中浓度增大
B.图乙：正极的电极反应为
C.图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D.图丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
14.1mol（g）与1mol（g）反应生成HI（g）释放出8.7kJ热量，有关数据如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.和的总能量低于HI的能量
B.破坏1molH—I键需要的能量是298.7kJ
C.1 mol HI（g）完全分解生成（g）和（g）时吸收4.35kJ热量
D.（g）中的H—H键比HI（g）中的H—I键牢固
15.我国科研人员借助太阳能，将光解水制与脱疏结合起来，既能大幅度提高光解水制的效率，又能脱除，工作原理如下图所示。下列说法中不正确的是( )
A.该装置可将太阳能转化为化学能
B.催化剂a表面发生还原反应，产生
C.催化剂b附近的溶液pH增大
D.吸收1 mol ，理论上能产生1mol
16.一定温度下，在固定容积的容器中加入一定量的A（s），发生反应：3A（s）B（g）+2C（g），下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是( )
①单位时间内生成 mol B，同时消耗2 mol C
②容器中的压强不再变化
③混合气体的密度不再变化
④B的体积分数不再变化
⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化
A.①②④ B.①②③ C.③④ D.①④⑤
17.键能是指1mol化学键断裂形成气态基态原子所需要的最低能量。已知与反应能生成和水蒸气，该反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.为放热反应
B.若将1mol（g）和2mol（1）的总能量标在图中，则其位置在①、②之间
C.若C—H键的键能为415，则中化学键的键能为493
D.若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25molCO键生成
18.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在测得各物质的浓度如下表所示。下列结论中正确的是( )
测定时刻/s
浓度 6 3 2 2
5 3.5 3 3
1 3.5 3 3
A.s时反应已经停止
B.内正、逆反应速率不相等
C.在容器中发生的反应为
D.内A的平均反应速率为
19.下图为氟利昂（如）破坏臭氧层的反应过程示意图。下列说法不正确的是( )
A.过程I中断裂极性C—Cl键
B.过程Ⅱ可表示为
C.过程Ⅲ中是吸热过程
D.上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂
20.一定温度下，向溶液中加入少量溶液（忽略整个过程中溶液体积的变化），不同时刻测得生成的的体积（已折算为标准状况）如下表所示。
0 2 4 6
0 9.9 17.5 22.4
资料显示，该反应分两步进行：①。②。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.作催化剂
B.反应①是吸热反应，反应②是放热反应
C.反应是吸热反应
D.0~6min内消耗的的物质的量为0.002mol
21.在恒温恒容下向某密闭容器中加入，使反应达到平衡，下列情况不能说明该反应达到化学平衡的是( )
A.生成2 mol 的同时消耗1mol
B.密闭容器中氨气的体积分数不变
C.密闭容器中气体压强不变
D.密闭容器中混合气体的密度不变
22.回答下列问题：
（1）普通锌锰干电池的结构如图所示。
①电池中属于盐的电解质为_______。
②负极反应式为_______。
③放电时，正极上发生反应的物质是_______；向_______（填“正极”或“负极”）移动。
（2）表面积相同的废锌皮（杂质不与硫酸反应）和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是_______，原因是_______。若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是_______（填字母）。
A.微热
B.加入适量氧化铜
C.加入少量硫酸铜溶液
23.化学反应的快慢和限度对生产生活有重要的意义。请回答下列问题：
（1）将下列实例中影响反应速率的因素填在空格处。
实例 影响因素
①食物放在冰箱里能延长保质期 _________
②实验室将块状药品研细，再进行反应 _________
③工业合成氨时，加入铁触媒 _________
④实验室利用Zn与溶液制备时，选用较浓的溶液 _________
（2）为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和，再将它们转化为甲醇。某实验人员向一定温度下的密闭容器中，充入一定量的和CO，发生反应：，测定的部分实验数据如下：
0 8
5 3.4
①在0~8min内用CO表示的化学反应速率是_______。
②在其他条件下，测得0~8min内的化学反应速率为，则此条件下的反应速率_______（填序号）。
A.比原条件下小
B.比原条件下大
C.和原条件下一样
24.工业制备硫酸的主要反应之一为与反应生成。请回答下列问题：
（1）与反应生成的反应过程的能量变化如图1所示。由图中曲线变化可知，该反应为_______（填“放热”或“吸热”）反应。
（2）其他条件不变时，不同温度下的转化率随时间的变化情况如图2所示，则_______（填“>”或“<”），升高温度，的平衡转化率_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）某次实验中，在容积为2L的恒温密闭容器中通入2mol和mol，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图3所示。
①甲为_______（填化学式，下同），乙为_______。
②与反应生成的反应是_______（填“可逆”或“不可逆”）反应。
③10min时，_______（填“>”“<”或“=”）。
④0~25min内，反应速率_______。
⑤反应达到平衡时，的转化率为_______。
25.均为有毒气体，对废气的资源化利用是目前的研究热点。如图甲为质子膜燃料电池的示意图，图乙为利用原电池原理处理的示意图。
Ⅰ.根据图甲，回答下列问题：
（1）电池负极为_________（填“电极a”或“电极b”，下同），发生还原反应的电极为_________。
（2）电极b的电极反应式为_________；电池总反应为_________。
（3）当电路中通过8mol电子时，有_________mol 经质子固体电解质膜进入正极区。
Ⅱ.根据图乙，回答下列问题：
（1）负极反应式为_________。
（2）利用该原理制得的化工原料C为_________（填化学式）。
（3）处理32g，理论上需要消耗的体积为_________L（标准状况下）。
答案以及解析
1.答案：（1）物质发生化学反应
（2）①化学；热
②放电是由化学能转化为电能，充电是由电能转化为化学能
③由热能转化为化学能
④由光能转化为化学能
（3）①②④
2.答案：（1）
（2）
（3）①增大②增大③减小
3.答案：C
解析：A.1gC完全燃烧生成放出的热量为393.5kJ=32.8kJ ；
B.1gCO完全燃烧生成放出的热量为283.0kJ=10.1kJ ；
C.1g完全燃烧生成及放出的热量为890.3kJ=55.8kJ ；
D.1g完全燃烧生成及放出的热量为1366.8kJ=29.7kJ；
故选C。
4.答案：B
解析：A.利用水力发电，然后电力分解水制备氢气，该研究方向可行，故A不符合题意；
B.化石能源是不可再生资源，该研究方向不可行，故B符合题意；
C.太阳能是一种取之不尽、用之不竭的巨大能源，设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气和氧气，该研究方向可行，故C不符合题意；
D.寻找特殊的化学物质作催化剂，使水分解产生氢气的速率加快，该研究方向可行，故D不符合题意。
故选B。
5.答案：A
解析：“a为负极”说明金属活动性；“d上有气泡逸出”说明金属活动性；“a质量减少”说明金属活动性；“b为正极”说明金属活动性。
6.答案：（1）不相同
（2）负；正；
（3）负；尽管金属活动性：Mg>Al，但是Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能发生反应；
（4）电极活动性强弱、电解液种类
解析：（1）在实验1中，Mg、Al都可以与盐酸发生反应，由于金属活动性：Mg>Al，所以在构成的原电池反应中，Mg为负极，Al为正极；在实验2中，Al、Cu及盐酸构成原电池，由于Al的活动性比Cu强，所以Al电极为负极，Cu电极为正极，因此实验1、2中Al电极的作用不相同；
（2）实验3中由于电极活动性：Al>C，Al能够与HCl发生置换反应，所以在构成的原电池反应中，Al为负极；石墨电极为正极，正极上溶液中的H+得到电子发生还原反应产生H2；根据电极反应可知铝和氢离子反应生成氢气和铝离子，可知总反应方程式为；
（3）在实验4中，尽管金属活动性：Mg>Al，但是Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能发生反应，故在构成的原电池反应中，Al为负极，Mg为正极，负极的电极反应式为：。
（4）根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到电极活动性强弱、电解液种类的影响。
7.答案：（1）如图（其他合理答案亦可）。
（2）高于1mol/L。
（3）用1mol/L硫酸比用1mol/L盐酸快，原因是1mol/L硫酸比1mol/L盐酸的物质的量浓度大，增大能增大的反应速率。
8.答案：1molC（s）燃烧为比燃烧为CO（g）多放出热量283kJ，CO（g）有毒，无毒。
9.答案：（1）bd
（2）①和②的工作原理是d,③的工作原理是b。
（3），该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量。
（4）更换冷却剂时，①比②和③容易操作；冷却剂不含化学合成物质，无腐蚀性。
10.答案：（1）
（2）
（3）否；=
解析：（1）反应开始至4min，A减少了0.6mol，B增加了0.3mol，据此可写出反应的化学方程式为。
（2）4min时，A的平均反应速率：。
（3）在4min后的一段时间，A和B的物质的量都在变化，故4min时正反应速率与逆反应速率不相等，反应不是平衡状态。在8min前的一段时间和8min后，A和B的物质的量都不变，故8min时反应是平衡状态，正反应速率=逆反应速率。
11.答案：（1）另一种金属片比铜金属性弱，在铜片与锌片为电极的电池中，铜片是正极，锌片是负极，在铜片与另一种金属片为电极的电池中，铜片是负极，另一种金属片是正极，两种电池的电子流向相反，电流方向相反，则电流表指针偏转方向相反。
（2）如下图（其他合理答案亦可）
（3）纸轻薄柔软，纸电池也轻薄柔软，它及有关用电器便于携带；纸是可再生材料，纸电池是绿色环保型电池(其他合理答案亦可）。
12.答案：D
解析：A项，核反应、物质三态之间的转化也存在能量变化，均不属于化学变化，正确；B项，氯化钠晶体的电离发生了化学键的断裂，不是化学变化，正确，C项，化学变化既遵循质量守恒也遵循能量守恒，正确；D项，化学变化过程中的能量变化可能是化学能转化为热能，也可能是化学能转化为光能、电能等，错误。
13.答案：A
解析：图甲为锌铜原电池，锌为负极，铜为正极，在Cu电极上得到电子发生还原反应，所以Cu电极附近溶液中浓度减小，A项不正确；图乙中作正极，得到电子发生还原反应，故电极反应为，B项正确；图丙中Zn为较活泼金属，作负极，发生氧化反应，电极反应为，锌溶解，因而锌简会变薄，C项正确；图丁中铅酸蓄电池放电时的总反应为，所以放电一段时间后，被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。
14.答案：A
解析：和反应的化学方程式为，该反应为放热反应，所以1mol（g）和1mol（g）的总能量高于2molHI（g）的能量，A项错误；设破坏1molH—I键需要的能量为kJ，则有2kJ-436kJ-152.7kJ=8.7kJ，解得=298.7，B项正确；生成2 mol HI（g）释放出8.7kJ热量，则1molHI（g）完全分解生成（g）和（g）时吸收的热量=，C项正确；根据破坏1molH—H键和1molH—I键所需能量的数据可知，（g）中的H—H键比HI（g）中的H—I键牢固，D项正确。
15.答案：C
解析：在光解水的过程中，存在将太阳能转化为化学能的过程，A项正确；根据示意图可知，a电极得到电子，发生还原反应，产生氢气，B项正确；催化剂b为负极，在负极失去电子，发生氧化反应，电极反应为，则催化剂b附近的溶液pH减小，C项不正确；在b电极附近，1 mol 转化为1mol ，转移2mol电子，根据得失电子守恒可得，产生1mol，D项正确。
16.答案：B
解析：①单位时间内生成mol B，同时消耗2mol C，反应达到平衡状态，故正确；②容器中的压强不再变化，说明气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故正确；③混合气体的密度不再变化，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故正确；④因为生成B和C的物质的量之比是一个定值，所以B的体积分数始终不变，故错误；⑤因为生成B和C的物质的量之比是一个定值，所以混合气体的平均相对分子质量一直不变，故错误。综上所述可知，B项符合题意。
17.答案：C
解析：由图可知，1mol（g）和2mol（g）的总能量小于1 mol （g）和2mol（g）的总能量，则为吸热反应，A项错误；因2mol液态水的能量低于2mol气态水的能量，故1mol（g）和2mol（1）的总能量应标在③下方，B项错误；C—H键的键能为415，设中化学键的键能为，则由图可知，，解得，C项正确；由图可知，该反应过程中转化的化学能为3446kJ-2646kJ=800kJ时，有1mol（g）生成，若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25mol（g）生成，0.25mol（g）中含有0.5molCO键，D项错误。
18.答案：D
解析：时反应处于化学平衡状态，它是一个动态平衡，（正）=（逆）≠0，A、B项均错误；化学计量数之比等于相同条件下各物质的物质的量浓度之比，由表中数据可知，内A、B、C的浓度变化量分别为3、1.5和1.5，故其化学计量数之比为3:1.5:1.5=2:1:1，反应的化学方程式为2A+BC，C项错误；内，，故用A表示该时间段内的平均反应速率为，D项正确。
19.答案：C
解析：过程I中转化为和氯原子，断裂极性C—Cl键，A项正确；根据图中信息可知，过程Ⅱ可表示为，B项正确；原子结合形成分子的过程是放热过程，C项错误；上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂，D项正确。
20.答案：BD
解析：作催化剂，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项正确；反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，C项错误；0~6min内生成0.001mol氧气，消耗0.002mol，D项正确。
21.答案：B
解析：生成和消耗分别对应正反应和逆反应，生成2mol的同时消耗1mol，说明正、逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应中，只有、为气体，且物质的量之比为2:1，反应任一时刻二者物质的量之比均为2:1，则密闭容器中氨气的体积分数不变时，不能判断反应是否达到平衡状态，B项符合题意；若反应达到平衡，则气体的总物质的量不再改变，容器为恒温恒容，则压强不再改变，故密闭容器中气体压强不变时，反应达到平衡状态，C项不符合题意；若反应达到平衡，则气体的总物质的量不再改变，质量也不再改变，容器体积不变，则混合气体的密度不再改变，故密闭容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态，D项不符合题意。
22.答案：（1）①（或氯化铵）；②；③和；正极
（2）废锌皮；废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生氢气速率较快；AC
23.答案：（1）①温度；②反应物接触面积；③催化剂；④反应物浓度
（2）①；②A
解析：（2）①由表中数据可知，，则。②在其他条件下，，则此条件下的反应速率比原条件下小。
24.答案：（1）放热
（2）；减小
（3）①；；②可逆；③；④0.028；⑤70%
解析：（1）由图1可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，故该反应为放热反应。
（2）温度越高，反应速率越快，由图2可知，时反应先达到平衡，故>；由图2可知，温度越高，平衡时的转化率越低。
（3）①由图3可知，从开始至平衡，甲、乙两物质的物质的量的变化值相等，故由化学方程式中的化学计量数关系可知这两条曲线代表和的变化情况，其中逐渐减小的是（乙），逐渐增大的是（甲）。②由图3可知，该反应存在一定限度，故为可逆反应。③10min时，反应未达到平衡，且反应正向进行，故正反应速率比逆反应速率大。④。⑤反应达到平衡时，的转化率为（2.0-0.6）mol/2mol×100%=70%。
25.答案：Ⅰ.（1）电极a；电极b
（2）；
（3）8
Ⅱ.（1）
（2）
（3）5.6
解析：Ⅰ.（1）由图甲可知，在电极a上发生氧化反应生成，在电极b上发生还原反应生成，则电极a为负极，电极b为正极。
（2）在电极b（正极）上得到电子，与结合生成，电极反应式为；电池总反应为。
（3）由正极反应式可知，当电路中通过8mol电子时，有8mol经质子固体电解质膜进入正极区。
Ⅱ.（1）在负极上失去电子：，利用使其两边电荷相等：，利用使其两边原子数相等，可得负极反应式为。
（2）由上述分析可知，利用该原理制得的化工原料C为
（3）在正极上得到电子，与结合生成，结合负极反应式可得关系式：，故处理32g（0.5mol），理论上需要消耗0.25mol，标准状况下的体积为0.25×22.4L=5.6L。
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