专题6《化学反应与能量变化》单元检测题（含解析）2022-2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

专题6《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．下列有关说法错误的是
A．可燃冰资源丰富且可以再生，是最有希望的未来能源
B．生活垃圾发电可有效地利用垃圾中的生物质能
C．利用在微生物作用下分解水，是氢气制取的一个重要研究方向
D．蓄热材料可以实现化学能与热能的直接转换
2．下列数据表示化学反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。在四种不同条件下的反应速率，其中进行最快的是
A．v(CH4)=0.5mol L-1 s-1 B．v(H2O)=3.6mol L-1 min-1
C．v(CO2)=0.45mol L-1 s-1 D．v(H2)=0.8mol L-1 s-1
3．四个体积相同的密闭容器中在一定条件下发生反应：2SO2+O22 SO3.反应开始时，反应速率最大的是。
容 器 温 度 SO2(mol) O2(mol) 催化剂
A 500℃ 10 5 —
B 500℃ 10 5 V2O5
C 450℃ 8 5 —
D 500℃ 8 5 —
A．A B．B C．C D．D
4．汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应：根据此反应判断，下列叙述中正确的是　　
A．Pb是正极
B．得电子，被氧化
C．电池放电时，溶液的酸性增强
D．负极反应是
5．下列变化过程，属于放热反应的是（ ）
①水蒸气变成液态水
②与的反应
③Al与四氧化三铁高温下反应
④固体NaOH溶于水
⑤在中燃烧
⑥食物腐败
A．①⑤⑥ B．②③④ C．③④⑤ D．③⑤⑥
6．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量多少来表示
C．同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式的系数之比
D．化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1
7．将表面被氧化的锌粒投入稀硫酸中，测得生成氢气的速率与反应时间t关系曲线如图所示。下列推论不正确的是
A．0→a段由于锌粒表面的氧化物与硫酸反应，所以未产生气体
B．b→c段速率增大较快的主要原因是反应放热使温度升高
C．c时刻反应生成的的总量最多
D．c时刻之后速率减小的主要原因是溶液中减小
8．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。某锂电池的电池反应为：xLi+Li3-xNiCoMnO6 Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是
A．该电池的充、放电过程互为可逆反应 B．充电时主要为化学能转化为电能
C．放电过程中，Li+向电池的正极移动 D．该电池的电解液可以用H2SO4溶液增强导电性
9．工业上，在持续加热的条件下用氢气和碘蒸气经铂黑催化合成碘化氢，化学方程式为：H2(g)+I2(g) 2HI(g)。在实验室中模拟该反应时，控制反应条件不变，将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中，反应一段时间后，不能确定该反应已经达到化学平衡状态的是
A．容器中的压强不再变化 B．H2的浓度不再变化
C．容器中混合物的颜色不再变化 D．HI的物质的量不再变化
10．在T°C时，在2L的密闭容器中将一定量A和B混合，进行可逆反应： A(g)+ B(g) 2C(g)， 反应过程中测定的部分数据见下表：
t/min n/mol 0 5 10 15 20
n (A) 1 0.8 0.65
n (B) 2 1.7
n (C) 0 0.7
下列说法正确的是A．物质B的平衡转化率为82.5%
B．容器内压强不变，标志反应已达平衡状态
C．在0～5min内，用C表示的平均速率为0.08mol·L-1·min-1
D．反应达到平衡后充入少量物质A的瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变
11．锌—铜原电池示意图如图所示。下列说法正确的是
A．电子由锌片流向硫酸铜溶液再流向铜片
B．溶液颜色由无色变为蓝色
C．负极质量减少，正极质量增加
D．该装置能将化学能完全转化为电能
二、填空题
12．Ⅰ.(1)下列变化中属于吸热反应的是__(填字母序号)。
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水；④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华
A．①② B．②④ C．③ D．①⑥
Ⅱ.蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。若1molCH4气体完全反应时，吸收akJ热量。
化学键 C—H H—H H—O
键能kJ/mol b c d
(2)写出甲烷的结构式___。
(3)C=O的键能为___kJ/mol(用含a、b、c、d的式子表示)。
(4)恒温条件下，在体积恒为0.5L的密闭容器中通入一定量甲烷和水蒸气，发生上述反应.测得甲烷物质的量随时间变化如表所示。0～10min内用水蒸气的浓度变化表示该反应的平均速率为v(H2O)=___。
时间/min 0 10 20 40 50 60
n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 0.10
(5)若想加快该反应的速率，可采取的措施有___(任写一项即可)。
(6)恒温恒容情况下，下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___。
A．混合气体的平均相对分子质量保持不变
B．CO2和H2的体积分数比为1：4
C．混合气体的密度保持不变
D．生成1molCO2的同时，有4molH—H键断裂
13．某化学研究性小组在用铝与稀硫酸的反应制氢气的实验时发现，如果把在空气中放置一段时间的5.0 g铝片放入圆底烧瓶中，然后通过分液漏斗加入500 mL 0.5 mol/L硫酸溶液，充分反应后，该小组同学根据记录数据得到了产生氢气的速率与反应时间的关系图象(如图所示)，请你帮助该小组同学回答下列问题：
(1)曲线OA段不产生氢气的原因是_____________________，有关的离子反应方程式为________________________
(2)曲线BC段产生氢气的速率突然加快的主要原因是______________________
(3)点C以后产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是______________________
(4)从理论上分析该小组同学能收集到氢气的体积为(标准状况下)___________
14．写出下列原电池的电极反应式
①用金属Mg和Al做电极，HCl溶液做电解质溶液组成原电池，经测定Mg为负极，写出Al电极的电极反应式：_______。
②用金属Mg和Al做电极，NaOH溶液做电解质溶液组成原电池，经测定Mg为正极，写出Al电极的电极反应式：_______。
15．在2L密闭容器中，发生2SO2+O22SO3，开始加入2mol的二氧化硫和1mol氧气，反应5s后，生成0.4mol的三氧化硫，求：
(1)计算三氧化硫的速率是多少？_____
(2)计算二氧化硫的转化率是多少？_____
(3)计算氧气的反应速率是多少？_____
16．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为_______极，活动性弱的金属为_______极。
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性_______。
17．19世纪后期，人们发现炼铁高炉排出的高炉气中含有大量的一氧化碳。有工程师认为，这是由于一氧化碳和铁矿石的接触时间不足造成的，于是英国耗费大量资金建造了一座更高大的炼铁高炉，以延长一氧化碳和铁矿石的接触时间。经检测，用这座高炉炼铁时，高炉气中的一氧化碳含量并没有减少。
(1)请说明其中的原因____。
(2)如何理解化学反应速率和化学平衡____？研究它们有什么实际意义____？从自己所了解的化学事实中举出一些涉及化学反应速率问题的实例____。
18．在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)＝a mol，n(I2)＝b mol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号 改变的条件 反应速率
(1) 升高温度 ______
(2) 加入正催化剂 ______
(3) 再充入a mol H2 ______
(4) 将容器的容积扩大到原来的2倍 ______
(5) 保持容积不变，通入b mol Ne ______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．可燃冰资源不可再生，属于化石燃料，故A错误；
B．“生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源”。生活垃圾中的有机部分属于城乡有机废物。利用生活垃圾有机部分焚烧转化成的能源属于生物质能范畴，因此生活垃圾发电可有效地利用垃圾中的生物质能，故B正确；
C．利用在微生物作用下分解水，可以降低能耗，是氢气制取的一个重要研究方向，故C正确；
D．化学反应型储热材料是利用可逆化学反应通过热能和化学能的转换进行蓄热的，因此蓄热材料可以实现化学能与热能的直接转换，故D正确。
故选A。
2．A
【分析】不同物质表示的反应速率比等于系数比。
【详解】A．v(CH4)=0.5mol L-1 s-1；
B．v(CH4)=v(H2O)=3.6mol L-1 min-1=1.8mol L-1 min-1=0.03 mol L-1 s-1；
C．v(CH4)=v(CO2)=0.45mol L-1 s-1；
D．v(CH4)=v(H2)=0.8mol L-1 s-1=0.2mol L-1 s-1；
故选A。
3．B
【详解】对比A与B，B中使用催化剂，其它条件相同，该反应需在催化剂条件发生反应，故反应速率B > A；对比A与D，A中二氧化硫的浓度比D中的大，其它条件相同，故反应速率A > D；对比C与D，D中温度比C中高，其它条件相同，故反应速率D > C；故反应速率B>A>D>C，综上所述，故选B。
4．D
【分析】放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，据此分析解答。
【详解】A．根据电池反应式知，二氧化铅中Pb的化合价由+4价变成+2价，得电子发生还原反应，所以二氧化铅是正极，故A错误；
B．二氧化铅得电子被还原，故B错误；
C．电池放电时，硫酸参加了反应，同时生成了水，所以溶质的质量减少，溶剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，故C错误；
D．二氧化铅是正极，铅是负极，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)，故D正确；
故选D。
5．D
【详解】①水蒸气变成液态水，属于放热过程，但不是放热反应，故①不符合题意；
②与反应，属于吸热反应，故②不符合题意；
③铝与四氧化三铁高温下发生铝热反应，是放热反应，故③符合题意；
④固体NaOH溶于水是放热过程，但不是放热反应，故④不符合题意；
⑤氢气在氯气中燃烧，属于放热反应，故⑤符合题意；
⑥食物腐败，食物被氧化，属于放热反应，故⑥符合题意，综上所述③⑤⑥符合题意；
故答案选：D。
6．B
【详解】A.化学反应有的快，有的慢，则可以使用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢，A正确；
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示，B错误；
C.同一个反应中，时间相同体积相同，速率之比等于物质的量之比，而物质的量之比等于化学计量数之比，C正确
D.公式v=中，浓度的单位是mol/L，时间单位常用s、min，所以化学反应速率常用单位有：mol L-1 s-1和mol L-1 min-1，D正确；
故合理选项是B。
7．C
【详解】A．表面被氧化的锌粒表面的氧化物与硫酸反应没有气体产生，A正确；
B．锌与硫酸反应是放热反应，随着反应的进行，硫酸浓度下降，故b→c段速率增大较快的主要原因是反应放热使温度升高，B正确；
C．c时刻氢气的生成速率达到最大值，不是反应生成的的总量最多，总量是积累的过程，越往后不断生成氢气，就越多，C不正确；
D．锌与硫酸反应是放热反应，温度升高能加快反应速率，故c时刻之后速率减小的主要原因是溶液中减小，D正确；
故选C。
8．C
【详解】A．对电池充电是在外接电源的情况下，使其逆向进行，而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的，二者进行的条件不同，充、放电也不是同时发生的，所以二者不是可逆反应，故A错误；
B．充电时，电能转化为化学能，故B错误；
C．原电池放电过程中，电池内部的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Li+向电池的正极移动，故C正确；
D．Li为活泼金属单质，能与酸反应，因此不能用H2SO4溶液作电解质溶液，故D错误；
综上所述，说法正确的是C项，故答案为C。
9．A
【详解】A．由于反应前后气体的系数和相等，故在恒温恒容的密闭容器中，气体的压强始终保持不变，故容器中的压强不再变化不能作为判断平衡的标志，A符合题意；
B．平衡的标志之一就是各组分的浓度保持不变，故H2的浓度不再变化能够判断反应达到平衡状态，B不合题意；
C．反应体系中H2和HI均为无色，而I2蒸气为紫色，故反应过程中容器的混合物的颜色一直在改变，故容器中混合物的颜色不再变化能够判断反应达到平衡状态，C不合题意；
D．平衡的标志之一就是各组分的物质的量保持不变，故HI的物质的量不再变化能够判断反应达到平衡状态，D不合题意；
故答案为：A。
10．D
【详解】A．反应进行到15min时消耗A的物质的量是0.35mol，生成C是0.7mol，反应进行到20min时生成C是0.7mol，这说明15min时反应已经达到平衡状态，平衡时消耗B是0.35mol，则物质B的平衡转化率为×100%＝17.5%，A错误；
B．反应前后体积不变，压强始终不变，则容器内压强不变，不能说明反应已达平衡状态，B错误；
C．在0～5min内消耗A是0.2mol，生成C是0.4mol，浓度是0.2mol/L，则用C表示的平均速率为0.2mol/L÷5min＝0.04mol·L-1·min-1，C错误；
D．反应达到平衡后充入少量物质A的瞬间，反应物浓度增大，生成物浓度不变，正反应速率增大，逆反应速率不变，D正确；
答案选D。
11．C
【详解】A．电子由锌片经导线流向铜片，电子不能进入溶液移动，故A错误；
B．总反应为，铜离子浓度降低，溶液蓝色变浅，故B错误；
C．负极反应式，负极质量减少；正极反应式，正极质量增加，故C正确；
D．该装置为原电池，能将化学能转化为电能，但不可能100%转化为电能，故D错误；
选C。
12． B 2b+2d-2c- 0.06mol·L-1·min-1 升温(或加压或采用合适的催化剂) AD
【详解】(1)吸热过程或放热过程与吸热反应或放热反应不同：
①水汽化是物理变化，不属于吸热反应，故①错误；
②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应,故②正确；
③苛性钠固体溶于水是放热过程，属于物理变化，故③错误；
④氯酸钾分解制氧气属于吸热反应，故④正确；
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰是化合反应，属于放热反应，故⑤错误；
⑥干冰升华为物理变化，故⑥错误；
正确的为②④；答案选B；
(2)甲烷为CH4，属于共价化合物，分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对，其结构式为；
(3)设C=O的键能为x，根据反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)的焓变及和各化学键键能可知4b+4d-2x-4c=a，故x=2b+2d-2c- kJ/mol；
(4)0~10min内△n(CH4)=0.50mol-0.35mol=0.15mol,根据反应方程式可知该时段内△n(H2O)=0.30mol，容器的容积为0.5L，所以v(H2O)==0.06mol·L- 1·min-1；
(5)若想加快该反应的速率，可采取的措施有升温(或加压或采用合适的催化剂)；
(6)A．该反应中反应物和生成物均为气体，所以未平衡时气体的总质量不发生改变，该反应前后气体系数之和不相等，所以未平衡时气体的总物质的量改变，则平均相对分子质量会发;生改变，当该值不变时说明反应平衡，选项A符合题意；
B．反应过程中可能出现CO2和H2的体积分数比为1:4，但这不能说明气体的浓度不再改变，故不能说明反应达到平衡，选项B不符合题意；
C．该反应中反应物和生成物均为气体，所以未平衡时气体的总质量不发生改变，容器恒容，则混合气体的密度一直不变，选项C不符合题意；
D．CO2生成表示正反应，H-H键断裂表示逆反应，1mol CO2生成的同时有4mol H-H键断裂也即正反应速率与逆反应速率相等，说明反应达到平衡，选项D符合题意；
答案选AD。
13． 硫酸首先与铝片表面的Al2O3反应 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 由于反应放出的热量使溶液温度升高而使反应速率加快了 随着反应的进行，硫酸溶液的浓度逐渐下降 5.6L
【分析】(1)铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，根据氧化铝的性质分析；
(2)金属和酸的反应是放热反应，根据温度对化学反应速率的影响分析；
(3)溶液的浓度影响化学反应速率；
(4)先根据金属和酸的量进行过量计算，再根据不足量的物质作标准计算生成的气体。
【详解】(1)铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝和稀硫酸反应生成氯化铝和水，所以离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
(2)金属和酸的反应是放热反应，所以该反应放热，使溶液的温度升高，升高温度，化学反应速率加快；
(3)随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小；
(4)设稀硫酸完全反应需要金属铝xg．
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
54g 3mol
xg 0.5L×0.5mol/L
所以x=4.5＜5，故金属铝过量，应以稀硫酸为标准计算生成的氢气体积．
设生成氢气的体积为y．
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
3mol 67.2L
0.5L×0.5mol/L y
解得：y=5.6L。
14． 2H++2e- = H2 Al+4OH- -3e- = +2H2O
【详解】①用金属Mg和Al做电极，HCl溶液做电解质溶液组成原电池，经测定Mg为负极，铝为正极，氢离子得电子发生还原反应生成氢气，Al电极的电极反应式：2H++2e- = H2。故答案为：2H++2e- = H2；
②用金属Mg和Al做电极，NaOH溶液做电解质溶液组成原电池，经测定Mg为正极，铝作负极，失电子发生氧化反应生成偏铝酸钠，Al电极的电极反应式：Al+4OH- -3e- = +2H2O。故答案为：Al+4OH- -3e- = +2H2O。
15．(1)0.04mol/(L·s)
(2)20％
(3)0.02mol/(L·s)
【分析】根据题给信息可知三段式：
以此解题。
（1）
由分析可知，三氧化硫的速率=；
（2）
二氧化硫的转化率=；
（3）
氧气的反应速率=。
16． 负 正 A>B
【详解】原电池中，一般活动性强的金属容易失去电子发生氧化反应，为负极；活动性弱的金属为正极；
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，说明A失去电子发生氧化反应为电源负极，B极上有气泡产生为电源正极，由原电池原理可知，金属活动性A大于B。
17．(1)当反应达到平衡时，增加反应时间不能改变各种物质的百分含量
(2) 当反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，即化学反应速率恒定为v正=v逆 研究化学反应速率，可以通过改变外界条件，缩短化学反应所需要的时间，研究化学平衡，可以知道一个化学反应所能达到的限度 夏天把食物放进冰箱，是为了减缓化学反应的速率，即让食物变质慢一些；实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气，是为了加快生成氢气的速率等
【详解】（1）由题意可知，高炉炼铁的原理是利用一氧化碳高温条件下还原氧化铁制得铁，该反应为可逆反应，当反应达到平衡时，各物质的百分含量保持不变，所以增加反应时间不能改变各种物质的百分含量，故答案为：当反应达到平衡时，增加反应时间不能改变各种物质的百分含量；
（2）化学平衡是指在条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态，则当反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，即化学反应速率恒定为v正=v逆；研究化学反应速率，可以通过改变外界条件，加快反应速率，缩短化学反应所需要的时间，研究化学平衡，可以知道一个化学反应所能达到的限度，可以通过改变外界条件，提高反应的限度；夏天把食物放进冰箱，目的是降低温度，减缓化学反应的速率，使食物腐败变质慢一些；实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气，目的是增大固体的表面积，使反应物充分接触，加快生成氢气的速率等都是涉及化学反应速率问题的实例，故答案为：当反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，即化学反应速率恒定为v正=v逆；研究化学反应速率，可以通过改变外界条件，缩短化学反应所需要的时间，研究化学平衡，可以知道一个化学反应所能达到的限度；夏天把食物放进冰箱，是为了减缓化学反应的速率，即让食物变质慢一些；实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气，是为了加快生成氢气的速率等。
18． 增大 增大 增大 减小 不变
【详解】（1）不论正反应吸热，还是放热，升高温度都能使化学反应速率增大，v（正）也增大，v（逆）也增大，但增大幅度不相同。若正反应放热，升高温度时，v（正）＜v(逆）；若正反应吸热，升高温度时，v（正）＞v（逆）；答案填增大；
（2）若无特别声明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可同等程度地提高正、逆化学反应速率，答案填增大；
（3）再充入a mol H 2 ，c（H 2 ）浓度增大，化学反应速率加快，答案填增大；
（4）扩大容器的容积，容器内各物质浓度（或压强）均减小，化学反应速率降低，答案填减小；
（5）通入Ne（g），并未改变反应物的浓度和压强，化学反应速率不变，答案填不变。
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