专题6化学反应与能量变化单元检测题高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册（含解析）

专题6《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．12 g NaHSO4晶体中含有0.2NA个阳离子
B．11.2 L O2和CO2的混合气体中含有的氧原子数为NA
C．pH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-的数目为0.01NA
D．0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，容器内分子总数为0.2NA
2．可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：
①单位时间内生成1molO2的同时，生成2molNO2
②单位时间内生成1molO2的同时，消耗2molNO2
③v(NO2)正=v(NO)逆
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤O2的物质的量不再改变的状态
A．①③④⑤ B．②③④ C．②③⑤ D．①②④⑤
3．下列反应属于吸热反应的是
A．煅烧石灰石 B．炸药爆炸
C．酸与碱的中和反应 D．生石灰与水反应
4．一种将CO2转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应为2CO2+6H2 CH3OCH3+3H2O。向一密闭容器中加入2molCO2和7 mol H2，一定条件下反应到达平衡，下列说法正确的是
A．H2剩余1 mol
B．正反应速率和逆反应速率都等于0
C．二甲醚气体的物质的量不再发生变化
D．CO2、H2、CH3OCH3、H2O四种气体的浓度相等
5．可逆反应： ，在一定条件下达到平衡，有下列说法：
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
③缩小体积使压强增大，平衡不移动
④增大B的浓度，v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
上述有关叙述错误的是
A．①②④ B．①②⑤ C．②③⑤ D．②④⑥
6．定容容器中发生反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)，下列措施不能提高其反应速率的是
A．升高温度 B．使用催化剂
C．充入稀有气体，增大体系压强 D．增加I2和H2的起始量
7．利用Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2反应设计一个原电池，下列说法中正确的是（ ）
A．电极材料为铁和铜，电解质溶液为氯化铁溶液
B．电极材料为铜和石墨，电解质溶液为硝酸铁溶液
C．正极反应式为2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
D．负极质量减小，正极质量增加
8．通常人们把拆开1mol某化学键所消耗的能量看作是该化学键的键能。键能的大小可衡量化学键的强弱。下表为某些化学键的键能：
化学键 N—N O=O N≡N N—H
键能() 154 500 942 a
已知火箭燃料肼()燃烧过程中有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是
A．N2比O2稳定
B．
C．表中的
D．图中的
9．一定温度下在容积恒定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)。下列不能说明反应一定达到化学平衡状态的是
A．v正(B)=2v逆(C) B．每消耗1molC，同时生成1molD
C．气体的密度保持不变 D．容器内压强保持不变
10．下列热化学方程式书写正确的是
A．2SO2 + O2 = 2SO3 △H=－196.6 kJ/mol
B．2H2O (g) =2H2(g)+O2(g) △H=－483.6kJ/mol
C．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol
D．C(s) + O2(g) = CO2(g) △H= +393.5kJ/mol
11．下列各组材料中，能组成原电池的是
A B C D
两极材料 Zn片、Cu片 Cu片、 Cu片 Zn片、Cu片 Zn片、Cu片
插入溶液 稀H2SO4 NaCl溶液 植物油 酒精
A．A B．B C．C D．D
12．在一定温度下，在密闭容器中投入X(g)和Y(g)，发生反应生成Z(g)。测得各物质浓度与时间关系如图所示(提示：净反应速率等于正、逆反应速率之差)。下列说法错误的是
A．a点：正反应速率大于逆反应速率
B．b点：净反应速率等于零
C．上述可逆反应中X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2
D．该条件下，Y的最大限度(平衡转化率)为60%
13．下列措施，不一定能改变化学反应速率的是
A．增大压强 B．升高温度
C．加催化剂 D．增大固体反应物的表面积
二、填空题
14．研究大气中含硫化合物(主要是H2S和SO2)的转化具有重要意义。
(1)H2S资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫，如图为质子膜(该膜的作用就是只容许固体电解质中的H+自由通过)H2S燃料电池的示意图。
①电极b为电池的_______极，电极a上发生的电极反应为：_______。
②每17gH2S参与反应，正极消耗的O2为_______mol。
(2)低浓度SO2废气的处理是工业难题，目前常用的方法如下：
①Na2SO3溶液吸收SO2的化学方程式是_______。
②如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别吸收SO2，则理论吸收量最多的是_______。
A．Na2SO3　　　　B．Na2S　　　　C．溴水　　　　D．酸性KMnO4
15．某温度时，在2L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为___________。
(2)反应从开始至2min，平均反应速率___________。
(3)1min时，___________(填“>”、“<”或“=”)。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
A． B．消耗1molY的同时生成2molZ
C． D．容器内Z的浓度保持不变
(5)2min后反应达平衡，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时_____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)：混合气体的密度比起始时___________。
16．为了研究反应能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有的试管中滴加试剂时，看到形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
(1)该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)物质中的化学能通过化学反应转化成___________释放出来。
(3)若甲烷的燃烧热为，写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式___________。
(4)已知
。
则高温下 ___________。
17．某温度下，在2L密闭容器中，x、y、z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示，由图分析：
(1)该反应的化学方程式是_______。
(2)3min末，用y的浓度变化表示的反应速率V(y)为_______。
(3)反应是由_______开始的反应。
A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时
(4)若反应的总压强一定，能否说明反应达到平衡状态 _______。
18．写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。铜片、银片和硝酸银溶液组成的原电池
(1)负极反应式是_______；
(2)正极反应式是_______；
(3)总反应的化学方程式是_______。
19．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—H
键能(kJ·mol－1) 436 945 391
(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=__________。
(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．Q120．H2O2是一种“绿色”试剂，应用于多个领域。回答下列问题：
(l)H2O2分子中__________(填字母)。
a.含有离子键 b.只含极性共价键 c.只含非极性共价键 d.既含有极性共价键又含有非极性共价键
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2，反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，发现有白色沉淀，则说明H2O2具有_____(填“氧化性”或“还原性”)，写出H2O2与SO2反应的化学方程式：_____。
(3)实验发现，向20mL0.40mol L-1H2O2溶液中加入少量KI溶液可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步：i.H2O2+I-=H2O+IO-，ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下：
t/min 0 5 10 15 20
V(O2)/mL 0.0 12.6 20.16 28.0 32.7
①KI________(填“能”或“不能”)影响H2O2分解反应的能量变化。
②反应i是________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应ii是________反应。
③若不考虑溶液体积变化，则0~10min的平均反应速率：v(H2O2)=_________mol·L-1·min-1。
参考答案：
1．D
【详解】A．n(NaHSO4)=，由于NaHSO4晶体没有电离，阳离子仅有Na+，故NaHSO4中含有0.1NA个阳离子，A项错误；
B．没有指明标况条件，无法计算气体物质的量，B项错误；
C．溶液中c(OH-)=0.01mol·L-1，但没有说明溶液体积，无法计算OH-数目，C项错误；
D．H2+ I22HI，反应前后气体分子数不变，故气体总量一直保持不变，0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，容器内分子总数仍为0.2NA，D项正确；
答案选D。
2．A
【详解】①根据单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，可知生成氧气的速率和消耗速率相等，达到了平衡状态，①正确；
②单位时间内生成nmolO2的同时消耗2molNO2，都是正反应速率，无法判断是否达到平衡，②错误；
③v(NO2)正=v(NO)逆，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡，③正确；
④混合气体颜色不变，说明NO2浓度不变，NO2的生成和消耗的速率相等，达到了平衡状态，④正确；
⑤O2的物质的量不再改变，说明O2的生成速率和消耗速率相等，达到平衡状态，⑤正确；
综上①③④⑤符合题意；
答案选A。
3．A
【详解】A．石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，是吸热反应，故A正确；
B．炸药爆炸是放热反应，故B错误；
C．中和反应为放热反应，故C错误；
D．生石灰与水的反应是放热反应，故D错误；
故选：A。
4．C
【详解】A．可逆反应有限度，达到平衡时，氢气剩余量多于1mol，故A错误；
B．化学平衡是动态平衡，当达到平衡时，正逆反应速率相等，但不等于0，故B错误；
C．根据化学平衡状态的定义，化学平衡时，各反应物、生成物的量不再变化，因此二甲醚气体的物质的量不再发生变化，故C正确；
D．化学平衡时，各反应物、生成物的量不再变化，但根据题意无法确定四种物质的浓度是否相等，故D错误；
答案为C。
5．B
【详解】①A是固体，增加A的量，平衡不移动，故①错误；
②2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g)，ΔH<0，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，但v(正)、v(逆)均增大，故②错误；
③2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g)，反应前后气体系数和不变，压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆均增大，故③正确；
④增大B的浓度，反应物浓度增大，平衡正向移动，所以v正>v逆，故④正确；
⑤加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，故⑤错误；
故选：B。
6．C
【详解】A.升高温度，使分子的能量增大，化学反应速率加快，故不选A；
B.使用催化剂能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，故不选B；
C.充入稀有气体，增大体系压强，但是反应物的浓度不变，化学反应速率不变，故选C；
D.增加I2和H2的起始量，物质的浓度增大，化学反应速率加快，故不选D。
故选C。
7．C
【详解】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Cu－2e-=Cu2＋，正极：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋。铜作负极，其质量不断减小；活动性比铜弱的金属或导电非金属作正极，其质量不变；氯化铁溶液为电解质溶液。
A. 若电极材料为铁和铜，铁比铜活泼，铁做负极，铜做正极，与分析不符，故A错误；
B. 利用Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2反应设计一个原电池，电解质溶液为氯化铁溶液，故B错误；
C. 根据分析，正极反应式为2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋，故C正确；
D. 根据分析，负极质量减小，正极质量不变，故D错误；
答案选C。
8．C
【详解】A.键的键能为，O＝O键的键能为，键能越大，分子能量越低，越稳定，则N2比O2稳定，故A正确；
B.从图可知，1mol和1molO2(g)反应生成1mol和2mol放出534kJ热量，反应的热化学方程式为 ，故B正确；
C.由图可知，则由题给数据可得关系式，解得，故C错误；
D.图中的，故D正确；
故选C。
9．D
【详解】A项，根据同一可逆反应用不同物质表示的反应速率数值之比=化学计量数之比，可得：v正(B)=2v逆(C)=v逆(B)，故A正确；
B项，由化学方程式可得，每消耗1molC，则同时消耗1molD，所以每消耗1molC，同时生成1molD时，说明正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故B正确；
C项，气体的密度=气体总质量÷气体体积，密闭容器的容积恒定，所以体积不变，A为固体，所以气体的总质量随着平衡发生移动而发生变化，只有平衡不发生移动时，气体的总质量才不变，此时密度不变，所以当混合气体的密度不变时，表明该反应已达到平衡状态，故C正确；
D项，由化学方程式可得，该反应气体分子数不变，所以容器内压强始终保持不变，故D错误。
综上所述，符合题意的选项为D。
【点睛】本题考查化学平衡状态的判断，对于可逆反应，正反应速率等于逆反应速率、变化量不再发生变化时，即达到化学平衡状态，因此判断时应抓住以上两点，分析反应中的变化量，如气体质量、分子数等；注意正逆反应速率相等指同种物质表示的正逆反应速率相等。
10．C
【详解】A．2SO2 + O2 = 2SO3 △H=－196.6 kJ/mol ，反应物和生成物都需要表明状态，A错误；
B． 2H2O (g) =2H2(g)+O2(g) △H=－483.6kJ/mol ，分解反应是吸热反应，反应热的符号错误，B错误；
C． 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H=－571.6 kJ/mol ，C正确；
D．C(s) + O2(g) = CO2(g) △H= +393.5 kJ/mol ，化合反应为放热反应，符号错误，D错误，
答案选C。
11．A
【详解】A. 两金属的活泼性不同，锌和硫酸能自发的发生氧化还原反应，所以能形成原电池，A项正确；
B. 两金属相同，所以不能形成原电池，B项错误；
C. 两金属的活泼性不同，但是植物油是混合物，不是电解质，所以不能形成原电池，C项错误；
D. 两金属的活泼性不同，但是酒精是非电解质，所以不能形成原电池，D项错误。
答案选A。
12．D
【详解】A．a点未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，A正确；
B．b点达到平衡，正、逆反应速率相等，净反应速率等于零，B正确；
C．根据速率之比等于化学计量数之比知，X、Y、Z的化学计量数之比为，最终反应体系中存在反应物和产物，说明它是可逆反应，C正确；
D．达到平衡时Y消耗，Y的转化率为40%，D错误；
故选D。
13．A
【详解】A．只有增大压强能引起物质浓度增大时，化学反应速率才能改变，如果反应中没有气体参加或生成，增大压强，化学反应速率不变，所以增大压强，不一定改变化学反应速率，故A符合题意；
B．升高温度，增加了分子能量，单位体积内活化分子百分数增大，反应速率一定加快，故B不符合题意；
C．催化剂有使反应速率加快的，也有使反应速率减慢的，所以使用催化剂可以改变化学反应速率，故C不符合题意；
D．增大固体反应物的表面积，增大反应物的接触面积，加快化学反应速率，故D不符合题意；
故选A。
14．(1) 正 2H2S-4e-=S2+4H+ 0.25
(2) Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 D
【解析】(1)
①b极通入O2，O2得电子发生还原反应，所以电极b为正极；电极a上H2S失电子产生S2，为电池的负极，电极反应为：2H2S-4e-=S2+4H+；
②负极电极反应为：2H2S-4e-=S2+4H+，17gH2S的物质的量为，转移1mol e-，正极电极反应为O2+4H++4e-═2H2O，消耗0.25mol O2；
(2)
①Na2SO3水溶液吸收SO2生成NaHSO3，反应为Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3；
②如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2，
A．Na2CO3 吸收二氧化硫发生的反应为：Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑，1molNa2CO3 最多吸收二氧化硫2mol；
B．Na2S 吸收二氧化硫发生的反应为：2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S↓，1mol2Na2S最多反应二氧化硫2.5mol；
C．溴水吸收二氧化硫反应化学方程式为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4：1molBr2最多吸收二氧化硫1mol；
D．酸性KMnO4溶液吸收二氧化硫的反应2MnO+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO+4H+，1molKMnO4最多反应二氧化硫2.5mol；则理论吸收量最多的是酸性KMnO4，
答案选D。
15．(1)
(2)0.05
(3)>
(4)CD
(5) 增大 不变
【详解】（1）由图可知X、Y物质的量减少作反应物，Z物质的量增加作生成物，反应到2min时，，，，根据变化量之比等于化学计量数之比得反应系数比为：1：3：2，反应为：，故答案为：；
（2），故答案为：0.05；
（3）由图可知反应到2min后反应达到平衡状态，1min时反应正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
（4）A．不能说明各组浓度不再变化，不能判断是否为平衡状态，故不选；
B．消耗1molY的同时生成2molZ，表示的均为正向反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，，不能判断是否为平衡状态，故不选；
C．，正逆反应速率相等时反应达到平衡状态，故选；
D．容器内Z的浓度保持不变，说明各组浓度不再变化，能判断是否为平衡状态，故选；
故答案为：CD；
（5）由反应可知反应前后气体总质量不变，随反应进行，气体分子数减少，则容器内混合气体的平均相对分子质量增大；气体质量不变，容器体积恒定，则混合气体的密度不变，故答案为：增大；不变。
16．(1)放热
(2)热能
(3)
(4)+74.6kJ/mol
【分析】（1）
由于发生反应A+B=C+D，U型管中甲处液面下降乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应，故答案为∶放热；
（2）
化学变化伴随着物质变化和能量变化，物质中的化学能可以通过化学反应转化成热能释放出来，故答案为∶热能；
（3）
CH4(g)的燃烧热为△H=-890kJ/mol ，则甲烷的燃烧热的热化学方程式为∶CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol，故答案为∶
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol；
（4）
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol
根据盖斯定律计算：③-(①+②)，得：CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH4=△H-(ΔH2+ ΔH3)=+74.6 kJ mol-1，故答案为：+74.6 kJ mol-1。
17．(1)x+3y2z
(2)0.25mol/(L·min)
(3)C
(4)能
【解析】（1）
反应到3分钟时，x减少了4mol -3.5mol =0.5mol，y减小了4 mol-2.5mol=1.5mol，所以x、y为反应物，z增加了2.0mol -1.0mol =1.0mol，z为生成物，根据物质的量的变化量比等于化学计量数比分析，该反应的化学方程式是x+3y2z；
（2）
3min末，用y的浓度变化表示的反应速率V(y)为=0.25mol/(L·min)；
（3）
起始反应物和生成物都有，所以反应是由正、逆反应同时开始的反应，故选C；
（4）
由第（2）问可知，3min内y的反应速率为0.25mol/(L·min)，故y为气体，由反应x+3y2z可知，不管x和z是不是气体，反应前后气体系数之和不同，因此总压强是变量，当反应的总压强一定，可以说明反应达到平衡状态。
18．(1)Cu-2e-=Cu2+
(2)2Ag++2e-=2Ag
(3)Cu +2Ag+= Cu2++2Ag
【分析】铜片、银片和硝酸银溶液组成的原电池，Cu能与Ag+发生自发的氧化还原反应，故铜片是负极，发生氧化反应，失去电子，银片是正极，溶液中的Ag+得到电子。
【详解】（1）据分析，负极反应式是：Cu-2e-=Cu2+；
（2）据分析，正极反应式是：2Ag++2e-=2Ag；
（3）据分析，两极的电极反应式相加得到总反应的化学方程式：Cu +2Ag+= Cu2++2Ag。
19． 放热 93 kJ A
【分析】(1)焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量；
(2)合成氨为放热反应，且热化学方程式中为完全转化时的能量变化；
(3)合成氨为可逆反应，不能完全转化。
【详解】(1)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，H= (945+3436- 6 391) kJ/mol= - 93kJ/mol< 0，为放热反应，故答案为：放热；
(2)1mol氮气和3mol氢气理论上完全反应，放出热量为93kJ，故答案为：93kJ ；
(3)该反应为可逆反应，在密闭容器中反应达到平衡时，1molN2和3molH2不能完全反应生成2molNH3，因而放出的热量小于93kJ，则Q1>Q2，故答案为： A。
20． d 氧化性 H2O2+SO2=H2SO4 不能 吸热 放热 9.0×10-3
【分析】(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键；
(2)H2O2具有氧化性，H2O2与SO2反应生成硫酸;
(3)①由i、ii相加得到2H2O2=2H2O+O2↑，KI为反应的催化剂；
②反应i生成物能量高，是吸热反应，反应ii生成物能量低，是放热反应；
③结合v= 计算；
【详解】(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键，故答案为：d；
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2，反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，发现有白色沉淀，生成了硫酸钡，S由+4价升高为+6价，则说明H2O2具有氧化性，H2O2与SO2反应生成硫酸，化学方程式：H2O2+SO2=H2SO4。故答案为：氧化性；H2O2+SO2=H2SO4；
(3)①由i.H2O2+I-=H2O+IO-，ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-两式相加后得2H2O2=2H2O＋O2↑，KI作反应的催化剂，KI不能影响H2O2分解反应的能量变化。故答案为：不能；
②反应i生成物能量高，是吸热反应，反应ii生成物能量低，是放热反应。故答案为：吸热；放热；
③0~10min生成氧气的物质的量为 =0.9×10-3mol，反应的双氧水是氧气的2倍，若不考虑溶液体积变化，则0~10min的平均反应速率：v(H2O2)==9.0×10-3 mol·L-1·min-1。故答案为：9.0×10-3 mol·L-1·min-1。
【点评】本题考查化学键、反应的焓变、速率计算等，把握反应中能量变化、催化剂对反应热的影响、速率计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意(3)②为解答的易错点，③为解题的难点，先求出生成的氧气的物质的量，再求双氧水的消耗量，再求反应的速率。