第六章 化学反应与能量 单元测试（含解析）2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 单元测试
一、单选题
1．下列可以证明已达平衡状态的是（ ）
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③温度和体积一定时，混合气体密度不再变化
④v(H2)=v(I2)=0.5v
⑤c(HI): c(H2): c(I2)=2:1:1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧温度和压强一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
A．②③④⑤⑥ B．②⑥⑦8⑨ C．①②⑥④⑧ D．②⑥⑨
2．在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是（ ）
A．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
B．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
C．CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq)
D．Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)
3．以下属于吸热反应的是
A．NaOH与稀HCl反应 B．Ba(OH)·8H2O与氯化铵的反应
C．Mg与稀HCl反应 D．燃烧反应
4．下列叙述不正确的是 (　　)
A．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因
B．凡吸热反应均需在加热条件下才能发生
C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．由图知，红磷比白磷稳定
5．为研究碳酸钙与稀盐酸的反应速率，标准状况下测得生成CO2体积随时间变化情况如图所示，下列分析正确的是
A．FG段的反应速率最快
B．F点收集到CO2的量最多
C．影响EF段反应速率的主要因素是c(HCl)
D．OE、EF、FG三段中，CO2的生成速率之比为2：4：1
6．某温度下，往2L的密闭容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)+B(g) C(g)。物质C的浓度随反应时间(t)的变化如表。在0-6s内，A的平均反应速率为
t/s 2 4 6 8
C的物质的量(mol) 2.2 3.6 4.2 4.6
A．0.70mol·L-1·s-1 B．1.4mol·L-1·s-1
C．0.35mol·L-1·s-1 D．4.2mol·L-1·s-1
7．四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
8．化学能与热能、电能等能相互转化．关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
C．图I所示的装置能将化学能转变为电能
D．图II所示的反应为吸热反应
9．和混合，在一定条件下反应合成尿素：，下列有关该反应的说法正确的是
A．反应在一定条件下能自发进行的原因是
B．反应的平衡常数
C．反应每生成需消耗
D．用E表示键能，该反应
10．在一定温度下，密闭容器中进行的反应为，、、起始的物质的量依次为、、，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是
A． B．
C． D．
11．某温度下，浓度都是的两种气体和，在密闭容器中反应生成Z，反应2min后，测得参加反应的为，用变化表示的反应速率，生成的，则该反应方程式为
A． B．
C． D．
二、填空题
12．木炭在氧气中燃烧C(s)+O2(g)=CO2(g)反应中，反应前氧气的浓度2mol/L，30秒后，氧气的浓度降低到0.6mol/L，则计算：
(1)O2的反应速率多少___？
(2)计算生成CO2的浓度为多少___？
13．Ⅰ.某温度时，在容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，请回答：
（1）该反应的化学方程式为_________（用X、Y、Z表示）。
（2）从反应开始至2 min末，X的平均反应速率为___________________。
（3）该反应由________(填字母序号)开始的。
A 正反应 B 逆反应 C 正、逆反应同时
（4）其他条件不变，只增加Y的用量，若该反应的速率不发生变化，则Y为___________态。
Ⅱ. 亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中反应的化学方程式为 5Na2SO3+2KIO3+H2SO4 = 5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O，该反应的机理较复杂，一般认为分以下几步：
①IO3－ + SO32－→ IO2－ + SO42－（慢）； ②IO2－ + SO32－→ IO－ + SO42－（快）；
③5I－+ 6H+ + IO3－ →3I2 +3H2O（快）； ④I2 + SO32－ + H2O →2I－ + SO42－ + 2H+（快）。
（1）据此推测，该反应的总反应速率由__________步反应决定。
（2）若预先在酸性溶液中加入淀粉溶液，当_________离子(填对应离子符号)反应完时溶液才会变蓝。
14．在一体积为2L的密闭容器中A、B两种气体反应生成C、D两种气体的可逆反应3A+BxC+2D的体系中，若一开始在体系中冲入3molA和3molB气体，2min末反应达到平衡状态，生成1molD，并测得C的浓度为0.5mol/L。由此推断：
（1）x值等于___。
（2）平衡时B的浓度为___。
（3）生成D的反应速率___。
（4）试计算反应前和平衡时气体压强之比为：___。
15．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为______Sn极附近溶液的pH______。
②C中总反应离子方程式为______。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是______。
16．Ⅰ．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下反应：，测得CO2和的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3min到9min，___________(计算保留2位有效数字)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内生成1mol H2，同时生成1mol CH3OH
D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(3)平衡时CO2的转化率为___________。
(4)平衡混合气体中和的质量之比是___________。
(5)第3分钟时___________第9分钟时(填“＞”“＜”“=”或“无法比较”)。
Ⅱ．(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
①写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示)：___________。
②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是___________。
(2)如图所示是可逆反应的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是___________(填字母)。
A． t1时，只有正方向反应在进行 B． t2时，反应达到最大限度
C． t2～t3，反应不再进行 D． t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
17．（1）现有下列微粒:①16O 和18O②金刚石和石墨③H2O 和D2O ④S2 和S8⑤氯气和液氯⑥H2、D2和T2
属于同位素的是__________________(填序号，下同)
属于纯净物的是______________________
属于同素异形体的是__________________________
等质量的H2、D2和T2中含有的质子数之比为_____________。
（2）以下过程: ①液态水汽化②二氧化碳和碳高温生成一氧化碳③浓硫酸稀释④铝热反应⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥Na2O2 与H2O⑦Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl⑧硝酸铵的溶解 属于放热反应的是____________(填序号)，写出反应⑦的化学方程式______________________。
18．(1)某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。
①反应至2min时Y与Z的物质的量之比为___。
②由图中的数据分析，该反应的化学方程式为___。
③反应开始至5min时Z的平均反应速率为___。
④5min后Z的生成速率___其消耗速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)某兴趣小组将下表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，以研究硫酸铜的浓度对稀硫酸与锌反应生成氢气速率的影响。
实验 混合溶液 A B C D E F
4mol L-1H2SO4mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 9 0
请完成此实验设计，其中：V1=___，V6=___。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】①单位时间内生成 n mol H2的同时生成 n mol HI，不符合对应的化学计量数比；②一个H一H键断裂的同时有两个H一I键断裂，表明正逆反应速率相等；③该反应是纯气体反应，气体的质量和容器的体积始终不变，所以温度和体积一定时混合气体的密度始终不变；④未指明正逆反应；⑤三种物质的浓度比等于相应的化学计量数比时不一定是平衡状态；⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化，符合化学平衡的定义；⑦反应前后气体体积不变，故温度和体积一定时，容器内压强始终不变；⑧温度和压强一定时，反应前后气体的总质量和总物质的量始终不变，故混合气体的平均相对分子质量始终不变；⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化，说明碘的浓度不再变化，可以作为达到平衡状态的标志；故②⑥⑨证明反应达到平衡状态。
答案选D。
2．D
【详解】A．该反应中有气体参与和生成，增大容器的体积，各气态物质的浓度减小，化学反应速率减慢，A不符合题意；
B．该反应中有气体参与和生成，增大容器的体积，各气态物质的浓度减小，化学反应速率减慢， B不符合题意；
C．该反应中有二氧化碳气体参与，增大容器的体积，二氧化碳的的浓度减小，化学反应速率减慢，C不符合题意；
D．该反应中没有气体参与和生成，增大容器的体积，对化学反应速率无影响，D符合题意；
故答案选D。
3．B
【详解】A．NaOH与稀HCl反应为中和反应，反应放热，A不符合题意；
B．Ba(OH)·8H2O与氯化铵的反应吸收热量，为吸热反应，B符合题意；
C．Mg与稀HCl反应为活泼金属与酸的反应，反应放热，C不符合题意；
D．燃烧反应放出热量，为放热反应，D不符合题意；
答案选B。
4．B
【详解】A．旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，A正确；
B．反应是吸热反应与反应是否需在加热条件下进行无关，如氯化铵与氢氧化钡晶体反应是吸热反应，但反应在常温下就能发生，B错误；
C．等质量的硫蒸气和硫固体相比较，硫蒸气具有的能量多，生成物含有的能量相同，因此完全燃烧硫蒸气放出的热量多，C正确；
D．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。由图可知红磷含有的能量比白磷低，所以红磷比白磷更稳定，D正确；
故合理选项是B。
5．D
【详解】A．图中斜率越大，反应速率越快，显然EF段表示的平均速率最快，故A错误；
B．标准状况下测得生成CO2体积为：E点收集到CO2的体积为224mL，F点收集到CO2的体积为672mL，G点收集到CO2的体积为784mL，标况下气体的体积之比等于物质的量之比，G点收集到CO2的量最多，故B错误；
C．斜率越大，反应速率越快，EF段反应速率是最快的，EF段c(HCl)不是最大的，影响EF段反应速率的主要因素可能是温度，反应放热，温度越高，反应速率越快，故C错误；
D．OE、EF、FG三段中，时间相同，气体体积比等于反应速率之比，则用CO2表示的平均反应速率之比为224mL：(672mL -224mL)：(784mL- 672mL)=2：4：1，故D正确；
答案选D。
6．A
【详解】在0～6s内C的平均反应速率v(C)=＝＝0. 35mol L﹣1 s﹣1，由同一化学反应中同一段时间内各物质的化学反应速率之比等于其计量数之比可得，v(A)＝2v(C)＝2×0. 35mol L﹣1 s﹣1＝0.70mol L﹣1 s﹣1；故A正确；
答案选A。
7．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。
8．A
【详解】A．化学反应时断键要吸收能量，成键要放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故A正确；
B．铝热反应是放热反应，反应物的总能量应大于生成物的总能量，故B错误；
C．图I没有形成闭合回路，不能形成原电池，不能将化学能转化为电能，故C错误；
D．图II所示反应物的总能量大于生成物总能量，此反应是放热反应，故D错误；
答案选A。
9．B
【详解】A．，反应在一定条件下能自发进行的原因是，故A错误；
B．尿素是固体，不计入平衡常数表达式，反应的平衡常数，故B正确；
C．反应每生成需消耗2mol氨气，没有明确是否为标准状况，消耗氨气的体积不一定是体积，故C错误；
D．用E表示键能，焓变=反应物总键能-生成物总键能，该反应，故D错误；
选B。
10．A
【分析】若反应向正反应方向进行，二氧化硫和氧气完全反应时，二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度为0、0、2mol/L，若反应向逆反应方向进行，三氧化硫完全反应时，二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度为2mol/L、1mol/L、0，该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以当反应达到平衡时，二氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间、氧气的浓度介于0—1mol/L之间、三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间。
【详解】A．由分析可知，二氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间，反应达到平衡时不可能为2mol/L，故A符合题意；
B．由分析可知，氧气的浓度介于0—1mol/L之间，反应达到平衡时可能为0.8mol/L，故B不符合题意；
C．由分析可知，三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间，反应达到平衡时可能为1.6mol/L，故C不符合题意；
D．由分析可知，三氧化硫的浓度介于0—2mol/L之间，反应达到平衡时可能为1.8mol/L，故D不符合题意；
故选A。
11．A
【详解】由题意可知，和反应中消耗和的浓度分别为、×2min=，生成Z的浓度为，则反应物、和生成物Z的浓度变化量之比为：：=3∶1∶2，由化学计量系数之比等于各物质的浓度变化量之比可得反应方程式为2Z，由反应前后原子个数守恒可知Z的分子式为，反应的化学方程式为，故选A。
12． 0.047mol/(L·s) 1.4mol/L
【详解】(1)反应前氧气的浓度2mol/L，30秒后，氧气的浓度降低到0.6mol/L，则消耗氧气的浓度是2mol/L-0.6mol/L＝1.4mol/L，因此O2的反应速率是1.4mol/L÷30s≈0.047mol/(L·s)；
(2)根据方程式可知生成CO2的浓度就是消耗的氧气浓度，为1.4mol/L。
13． 2Z +Y 3X 0.1 mol L-1 min-1 C 液态或固态 ① SO32-
【详解】Ⅰ.（1）由图象可知X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比等于它们的物质的量变化之比为0.6：0.2：0.4=3：1：2，所以方程式为2Z +Y 3X；
（2）v（X）==0.1 mol L-1 min-1；
（3）根据图中信息可知，反应开始时各物质的量均不为0，故该反应由正、逆反应同时开始，答案选C；
（4）因固体或纯液体的浓度为常数，改变其用量反应速率不变，故其他条件不变，只增加Y的用量，若该反应的速率不发生变化，则Y为液态或固态；
Ⅱ.（1）由慢反应决定整个反应过程的速率，故反应速率由①步反应决定，故答案为①；
（2）由反应④可知，SO32-的还原性大于I-，可被I2氧化，故需消耗完SO32-，才会生成I2，才会有溶液变蓝的现象产生。
14． 2 1.25mol·L-1 0.25mol·L-1·min-1 1:1
【详解】开始在体系中冲入3molA和3molB气体，2min末反应达到平衡状态，生成1molD，并测得C的浓度为0.5mol·L－1，生成C为0.5mol·L－1×2L=1.0mol：
（1）物质的量之比等于化学计量数之比，所以1mol：1mol=x：2，解得x=2，
故答案为：2；
（2）平衡时B的浓度为=1.25mol·L-1。故答案为：1.25mol·L-1;
（3）生成D的反应速率 =0.25mol·L-1·min-1 。故答案为：0.25mol·L-1·min-1；
（4）试计算反应前和平衡时气体压强之比等于反应前后气体的物质的量之比=（3mol+3mol）：（1.5mol+2.5mol+1mol+1mol）=1:1。故答案为：1:1。
15． 增大 B＞A＞C
【分析】根据中形成原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极发生还原反应；根据C中形成原电池，总反应为，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属做原电池正极时得到保护，据此解答。
【详解】①中形成原电池，Fe比Sn活泼，Sn为正极，发生还原反应，电极反应式为：，氢离子浓度减小，溶液的pH值增大；答案为，增大。
②C中锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为，正极：，总反应方程式为，A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C锌比铁活泼，铁做原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，所以A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C；答案为：；B＞A＞C。
16． 0.042 BD 75% 22：3 ＞ bd BD
【详解】Ⅰ(1)从3min到9min，CO2浓度变为，CO2反应速率为。
故答案为：0.042。
(2)A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，B正确；
C．单位时间内生成3mol H2，同时生成1mol CH3OH，则正、逆反应速率相等，C错误；
D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，D正确;
故选BD。
(3)由图象可知平衡时CO2的浓度为，则消耗的二氧化碳的浓度，CO2的转化率为；
故答案为：75%。
(4)
则平衡时混合气体中和的质量之比是；
故答案为：22：3。
(5)第9分钟时达到平衡，，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时大于第9分钟时；
故答案为：＞。
Ⅱ(1)由题图可知，X为生成物，Y为反应物。0～10min X增加了，Y减小了，反应达到平衡状态，故X、Y的化学计量数之比为2：1，且该反应为可逆反应，反应的化学方程式为；b、d两点处于化学平衡状态；
故答案为：Y 2X。
(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正逆反应均在进行；根据题图可知0～t2，反应处于非平衡状态；t2后，该反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确；
故答案为：BD。
17． ① ③⑤⑥ ②④ 6：3：2 ④⑤⑥ Ba（OH）2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O
【详解】（1）同位素是指质子数相同，中子数不同的核素间关系，研究对象是原子；因此同位素的为16O和18O；由一种成分组成的物质为纯净物，符合条件的有：③H2O和D2O、⑤氯气和液氯、⑥H2、D2和T2；同素异形体是指由同种元素组成不同性质的单质，符合条件的有②金刚石和石墨；④S2和S8；等质量（设为1g）的H2、D2和T2中物质的量分别为1/2mol、1/4mol、1/6 mol；质子数之比为1/2×2：1/4×2：1/6×2=6：3：2；正确答案：①；③⑤⑥；②④； 6：3：2。
（2）①液态水汽化，水由液态到气态需要吸热，属于物理变化，①错误；②二氧化碳和碳高温生成一氧化碳为吸热反应，②错误；③浓硫酸稀释放出大量热量，属于物理变化，③错误；④铝热反应为放热反应，④正确；⑤生石灰跟水反应生成熟石灰放出大量的热，⑤正确；⑥Na2O2与H2O反应放出大量的热，⑥正确；⑦Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl为吸热反应，⑦正确；硝酸铵的溶解过程吸热，属于物理变化，⑧错误；符合条件得有④⑤⑥；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成氯化钡、氨气和水，化学方程式Ba（OH）2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O；正确答案：④⑤⑥；Ba（OH）2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O。
点睛：常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等；常见的吸热反应为:大多数的分解反应,氢氧化钡和氯化铵的反应、焦炭和二氧化碳、焦炭和水的反应等,氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水。
18． 3：1 3X+Y2Z 0.04mol·L-1·min-1 等于 30 11
【详解】(1) ①由图中可知，反应至2min时Y的与Z的物质的量分别为：0.9mol、0.3mol，故二者的物质的量之比为0.9mol：0.3mol=3：1，故答案为：3：1；
②由图中的数据分析，反应至5min时，Y减少了1.0 mol-0.8 mol=0.2 mol，X减少了1.0 mol -0.4 mol=0.6 mol，Z增加了0.5 mol-0.1mol=0.4 mol，故该反应的化学方程式为：3X+Y2Z，故答案为：3X+Y2Z；
③反应开始至5min时Z的平均反应速率为，故答案为：0.04mol·L-1·min-1；
④由图中可知，5min后X、Y、Z的物质的量均不再改变，说明反应达到化学平衡，故Z的生成速率等于其消耗速率，故答案为：等于；
(2) 对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜的浓度的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同，A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V1=30mL，V6=11mL，故答案为：30mL；11mL。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页