人教版（2019）高中化学必修第二册 《化学反应与能量》章末测试（含答案）

第二章 化学反应与能量
(90分钟，100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分)
1．(2015·山东滨州高一检测)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是(　　)
2．(2015·新题调研)已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．该反应为放热反应
B．该反应吸收的能量为(E1－E2)
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．该反应只有在加热条件下才能进行
3．关于化学反应与能量的说法正确的是(　　)
A．中和反应是吸热反应
B．燃烧反应属于放热反应
C．化学键断裂放出能量
D．根据能量守恒定律，反应物总能量与生成物总能量一定相等
4．(2015·山东德州高一检测)化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。其原因是(　　)
A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
5．已知，在相同条件下反应：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
放出的热量分别为Q1、Q2、Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的大小关系为(　　)
A．Q1＝Q2＝Q3 B．2Q3＝Q1C．Q36．关于化学反应与能量的说法中错误的是(　　)
A．中和反应是放出能量的
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．如图所示的反应为放热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
7．两种金属A与B组成原电池时，A是正极。下列有关推断正确的是(　　)
A．A的金属性强于B
B．电子不断由A电极经外电路流向B电极
C．A电极上发生的电极反应是还原反应
D．A的金属活动性一定排在氢前面
8．(2015·山东济南高一检测)A、B、C都是金属，A和C分别放入同浓度的稀硫酸中，A的反应速率比C快，A与B和硫酸铜溶液组成原电池时，A的质量增加。A、B、C三种金属的活动性顺序为(　　)
A．A>B>C B．A>C>B C．B>A>C D．C>A>B
9．(2015·四川高一检测)下列关于实验现象的描述不正确的是(　　)
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
10．(2015·山东滨州高一检测)原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法不正确的是(　　)
A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋
D．Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋
11．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是(　　)
12．(2015·唐山高一检测)如图所示装置，电流表指针会偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是(　　)
A．正极：Cu　负极：Zn　S：稀硫酸
B．正极：Zn　负极：Cu　S：CuSO4溶液
C．正极：Ag　负极：Zn　S：AgNO3溶液
D．正极：Fe　负极：Cu　S：AgNO3溶液
13．(2015·天津高一检测)在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是(　　)
①减小容器体积使压强增大
②增加碳的量
③恒容时通入CO2
④恒压下充入N2
⑤恒容时充入N2
A．①③⑤ B．②④
C．①③ D．③⑤
14．(2015·广州高一检测)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法，其中正确的是(　　)
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③反应达到平衡时，A、B、C的反应速率一定相等
④反应达到平衡时，A、B、C的物质的量均不再变化
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
15．(2015·山东滨州高一检测)下列说法中不能说明N2＋3H22NH3已达平衡的是(　　)
A．在1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键生成
B．在1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
C．在3个H—H键断裂的同时，有6个N—N键断裂
D．在3个H—H键生成的同时，有6个N—H键断裂
16．(2015·广东高一检测)将气体A2和B2以等物质的量充入密闭容器中，一定条件下发生反应生成C气体。到1 min时测得c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，则C的化学式不可能为(　　)
A．AB B．AB2
C．A3B4 D．A2B3
17．(2015·新题调研)把6 mol气体A和5 mol气体B通入容积为4 L的密闭容器中，在一定条件下发生如下反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)＋xD(g)(正反应放热)，5 min达平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1。下列说法中正确的是(　　)
A．A的平均反应速率为0.15 mol·L－1·min－1
B．恒温下达到平衡的标志是C和D的生成速率相等
C．降低平衡体系的温度，逆反应速率变小，正反应速率增大
D．B的转化率为25%
18．一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(　　)
①X、Y、Z的物质的量之比为1?：2?：2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
二、非选择题(本题包括6小题，共46分)
19．(7分)(2015·试题调研)在1×105 Pa和298 K时，将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ·mol－1)。下面是一些共价键的键能(已知氨分子中有3个等价的氮氢共价键)：
共价键 H—H N≡N N—H
键能(kJ·mol－1) 436 946 391
(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在298 K时，取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1，则Q1为________。
(3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较正确的是________(填选项号)。
A．Q1>Q2　　B．Q1你作出此选择的原因是____________________________________________
_______________________________________________________________。
20．(7分)(2015·试题调研)选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
(1)在下面方框中画出装置图，并标明各部分材料名称。
(2)负极材料________，正极材料________，电解质溶液是________。
(3)写出电极反应式：
负极：_________________________________________________________；
正极：__________________________________________________________。
21．(8分)(2015·山东淄博高一检测)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。
请完成下列问题：
(1)太阳光分解海水时，实现了从________能转化为________能，二氧化钛作________。
(2)生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转化为________能。水分解时，断裂的化学键有________键，分解海水的反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，A极上发生的电极反应式为：
A极：H2＋O2－－2e－===H2O
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)，另一电极的电极反应式为________________。
22．(8分)(2015·山东潍坊高一检测)工业合成氨反应：N2＋3H22NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：
(1)若1 mol N2完全反应生成NH3可________(填“吸收”或“放出”)热量________kJ。
(2)如果将1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是____________________________。
(3)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，则用N2表示的化学反应速率为________mol·L－1·min－1。
(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。
a．正反应速率和逆反应速率相等
b．正反应速率最大，逆反应速率为0
c．N2的转化率达到最大值
d．N2和H2的浓度相等
e．N2、H2和NH3的体积分数相等
f．反应达到最大限度
23．(8分)已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)。回答下列问题：
(1)830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，若反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 mol·L－1·s－1，则6 s时c(A)＝_______mol·L－1，C的物质的量为________mol；反应一段时间后，达到平衡状态，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)判断该反应是否达到平衡的依据为________(填正确选项前的字母)。
a．压强不随时间改变
b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时间改变
d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
24．(8分)(2015·经典习题选萃)将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)?：c(B)＝3?：5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。求：
(1)反应开始前放入容器中的A、B的物质的量；
(2)x的值；
(3)B的平均反应速率。
参考答案
1.【解析】　A项，太阳能→电能；B项，化学能→电能；C项，太阳能→热能；D项，化学能→热能。
【答案】　D
2.【解析】　反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，吸收的热量为(E1－E2)，反应可能在常温下即能进行。
【答案】　B
3.【答案】　B
4.【答案】　B
5.【解析】　等物质的量的H2完全燃烧，生成H2O(l)比生成H2O(g)放出的热量多。
【答案】　B
6.【答案】　C
7.【答案】　C
8.【解析】　金属越活泼，与同浓度的酸反应时就越剧烈，故A比C活泼；原电池的负极金属比正极金属更活泼，且负极金属失去电子，质量减小，故B比A活泼，C正确。
【答案】　C
9.【解析】　铜片和铁片紧靠并浸入稀硫酸中，H＋在铜片上获得由铁片传递过来的电子，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加；铜片插入FeCl3溶液中，发生的反应是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，并没有单质铁析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中，滴入几滴CuCl2溶液，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的Cu与剩余的Zn接触，置于盐酸中，构成了原电池，可观察到气泡放出速率加快。
【答案】　C
10.【解析】　铝比铜活泼，且可与稀硫酸反应，所似铝作负极，A对；Mg和Al在NaOH溶液中，只有Al与其反应，故Al为负极，B对；Fe比Cu活泼，故Fe先于Cu与Fe3＋反应而作负极，C错；Al虽比Cu活泼，但由于其遇浓硝酸钝化，故Cu作负极，D对。
【答案】　C
11.【答案】　A
12.【解析】　A项稀H2SO4作电解质，正极产生H2，不变粗；B、D项电极错误。
【答案】　C
13.【解析】　减小容器体积或恒容时通入CO2都会增大反应物的浓度，可使反应速率增大，①③正确；增加碳的用量，其浓度不变，反应速率不变，②错误；恒压下充入N2会使容器体积增大，各气体浓度减小，反应速率减小，④错误；恒容时充入N2，各气体浓度不变，反应速率不变，⑤错误。
【答案】　C
14.【解析】　2 s后反应生成的C的物质的量为1.2 mol，消耗的A、B的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol，所以v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1；v(B)＝0.15 mol·L－1·s－1；反应达到平衡时，各组分的物质的量不再变化，各组分的速率不一定相等。
【答案】　B
15.【解析】　3个H—H键断裂的同时，必然有6个N—H键断裂，D项都表示逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡。
【答案】　D
16.【解析】　xA2　＋　yB2 zC　　
c(始)/(mol·L－1): m m 0
c(余)/(mol·L－1): 0.58 0.16 0.84
c(转)/(mol·L－1): m－0.58 m－0.16 0.84
＝<1，即B原子总数必多于A原子总数，所以只有A项不符合。
【答案】　A
17.【解析】　　3A(g)＋B(g) 2C(g)＋xD(g)
起始量： 6 5 0 0
转化量： 3a a 2a ax
2a＝2 mol，a＝1 mol，v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，x＝2，则v(A)?：v(D)＝3?：2，v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1，A正确；因为x＝2，所以任意时刻C和D的生成速率相等，B错；降低平衡体系的温度，正、逆反应速率都减小，C错；B的转化率为×100%＝20%，D错。
【答案】　A
18.【解析】　X、Y、Z物质的量之比等于计量数之比，不能作为平衡的标志，①错；X、Y、Z的浓度保持不变可以作为平衡的标志，②对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为平衡的标志，③对；单位时间内生成n mol Z的同时生成n mol Y时，正、逆反应速率相等，④错。
【答案】　C
19.【解析】　(1)化学反应的实质就是反应物化学键断裂、生成物化学键形成的过程，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。N2＋3H22NH3的反应中断键共吸收的能量为946 kJ＋3×436 kJ＝2 254 kJ，成键共放出的能量为2×3×391 kJ＝2 346 kJ，所以该反应为放热反应。
(2)理论上放出的热量为2 346 kJ－2 254 kJ＝92 kJ。
(3)由于该反应为可逆反应，反应达平衡时1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于92 kJ。
【答案】　(1)放热　(2)92 kJ　(3)A　该反应为可逆反应，在密闭容器中进行反应达到平衡时，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出热量小于92 kJ。
20.【答案】　(1)
(2)锌片　铜片　CuSO4溶液
(3)Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
21.【答案】　(1)太阳　化学　催化剂　(2)化学　电　H—O　吸热　(3)负　流出　O2＋4e－===2O2－
22.【解析】　(1)反应的化学方程式为3H2＋N22NH3，如果1 mol N2完全反应必有3 mol H2反应，生成2 mol NH3。拆开3 mol H—H键和1 mol N≡N键需要吸收的能量为436 kJ×3＋946 kJ＝2 254 kJ，但是生成2 mol NH3即生成6 mol N—H键可放出热量391 kJ×6＝2 346 kJ，总的结果是放出能量2 346 kJ－2 254 kJ＝92 kJ。
(2)该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，因此放出的能量总是小于上述数值。
(3)Δc(NH3)＝10 mol÷2 L＝5 mol·L－1，
v(NH3)＝5 mol·L－1÷10 min＝0.5 mol·L－1·min－1，
v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1。
【答案】　(1)放出　92
(2)该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，因此放出的能量总是小于92 kJ
(3)0.25
(4)acf
23.【解析】　(1)Δc(A)＝0.003 mol·L－1·s－1×6 s＝0.018 mol·L－1,6 s时c(A)＝－0.018 mol·L－1＝0.022 mol·L－1。n(C)＝0.018 mol·L－1×5 L＝0.09 mol；加入氩气后由于各物质的浓度未发生变化，则A的转化率不变。(2)该反应属于前后体积不变的反应，则反应过程中容器的压强不会发生变化，密度也不会变化，单位时间生成C和D的物质的量一定相等，因此a、b、d三项不能作为判断依据。c(A)不改变说明单位时间生成的A与消耗的A相等，反应达到平衡。
【答案】　(1)0.022　0.09　不变　(2)c
24.【解析】　设A、B起始的物质的量为a mol,5 min内消耗B b mol。
3A(g) 　＋　 B(g) C (g)＋2D(g)　
起始： a mol a mol 0 0
平衡： (a－3b) mol (a－b) mol xb mol 2b mol
(1)因为5 min后，D的浓度是0.5 mol·L－1
故＝0.5 mol·L－1，解得b＝0.5
又因为c(A)?：c(B)＝3?：5，故＝
解得a＝3
即反应开始前放入容器中的A、B的物质的量均为3 mol。
(2)因为C的平均反应速率v(C)＝0.1 mol·L－1·min－1
即＝0.1 mol·L－1·min－1，解得x＝2
(3)v(B)＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1
【答案】　(1)3 mol　(2)x＝2　(3)v(B)＝0.05 mol·L－1·min－1
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