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．下列变化中，不属于吸热反应的是
A．与固体反应 B．高温分解反应
C．生石灰跟水反应 D．盐酸与碳酸氢钠溶液反应
2．日常所用的干电池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－=Zn2+；2+2e－=NH3+H2，根据上述叙述判断下列说法正确的是
A．干电池中锌为正极，碳为负极
B．干电池工作时，电流由锌极经外电路流向碳极
C．干电池长时间连续工作时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
D．干电池可实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
3．对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述不正确的是（ ）
①平衡时，υ正(O2)=υ逆(O2)必成立
②关系式5υ正(O2)=4υ逆(NO)总成立
③用上述四种物质NH3、O2、NO、H2O表示正反应速率的数值中，υ正(H2O)最大
④若投入4molNH3和5molO2，通过控制外界条件，必能生成4molNO
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
4．我国科学家在液流电池研究方面取得了新进展。一般液流电池的工作原理为。下列说法正确的是（ ）
A．该电池放电时将化学能全部转化为电能 B．电池放电时，向正极迁移
C．正极反应式为 D．消耗时电路中转移电子
5．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是（ ）
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是放热反应
B．少数化合反应是吸热反应
C．燃料有足够的空气就能充分燃烧
D．H2SO4和NaOH的反应是吸热反应
6．Mg—H2O2电池可用于驱动“蛟龙号”潜航器。该电池以镁片、石墨为电极，海水为电解质溶液，电池反应为Mg+H2O2=Mg(OH)2。该电池工作时，下列说法正确的是
A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．电池工作时实现了化学能向电能的转化 D．电子从石墨电极流向Mg电极
7．某干电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NH=Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是
A．锌片不断溶解，说明Zn失去电子，被还原
B．石墨上产生气泡，说明溶液中的NH在其表面得到电子，被氧化
C．电子由Zn电极经外电路流向石墨电极
D．电流计指针发生偏转，说明该装置将电能转换为化学能
8．在一定温度下，向体积恒定为2L的密闭容器里充入2molM和一定量的N，发生如下反应：M(g)+N(g)E(g)；当反应进行到4min时达到平衡，测知M的浓度为0.2mol/L。下列说法正确的是
A．4min时，M的转化率为80%
B．4min时，用M表示的反应速率为0.8mol·L-1·min-1
C．4min后，向容器中充入不参与反应的稀有气体，M的物质的量减小
D．4min后，向容器中充入一定量的的M，平衡朝正反应方向移动，M的转化率增大。
9．分析推理是化学学习方法之一。下列实验推理正确的是
A．某溶液中加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SO
B．某雨水的pH小于5.6，说明雨水中一定溶解了SO2
C．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是吸热反应
D．在溶液中可发生下列反应：I2＋2HClO3===Cl2＋2HIO3，说明I2的还原性比Cl2强
10．下列措施对增大化学反应速率明显有效的是 （ ）
A．Na与水反应时增大水的用量 B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸
C．用H2O2制O2时加入MnO2 D．铝与盐酸反应时，加入稀的NaCl溶液
11．下列说法正确的是
A．图1所示装置可以将化学能转化为电能
B．图2所示反应为吸热反应
C．锌锰干电池中，锌筒作正极
D．蓄电池充电时，发生了氧化还原反应
二、填空题
12．少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的__（填序号）。
①加H2O②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度（不考虑盐酸挥发）⑧改用10mL0.1mol/L盐酸。
13．向一个固定容积为2 L的密闭容器中充入4 mol N2和8 mol H2，在一定温度和压强下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，5 s后达到平衡状态，测得N2的物质的量是2 mol。
(1)以H2表示的反应速率为___________；
(2)下列措施不能使上述化学反应速率加快的是___________。
A．及时分离出NH3气体 B．适当升高温度 C．增大N2的浓度 D．选择高效催化剂
(3)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
①单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2 ② 各组分的物质的量浓度不再改变③ N2、H2、NH3物质的量浓度之比为1∶3∶2 ④混合气体的总物质的量保持不变⑤容器内压强保持不变 ⑥混合气体的密度保持不变
14．为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，某同生设计了如下实验：在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表所示(氢气体积已折算成标准状况下体积)：
时间(min) 1 2 3 4 5
氢气体积(mL) 50 120 232 290 310
(1)哪一时间段(指0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min，下同)的反应速率最大？___________。
(2)哪一时间段的反应速率最小？___________，速率小的原因是___________。
(3)2～3min内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为___________。
(4)如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是___________(填字母)。
a、蒸馏水 b、NaCl溶液 c、Na2CO3溶液 d、CuSO4溶液
15．向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]，t1时刻达到平衡，反应过程中混合气体的平均相对分子质量始终不变。请回答：
(1)写出该反应的化学方程式________________________________________；
(2)若t1＝15 s，则用B的浓度变化表示的t0～t1阶段的平均反应速率为_____________；
(3)反应起始时B的体积分数为___________。
16．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）写出该反应的化学方程式________________________________。
（2）计算反应开始到10s，用X表示的反应速率是______________。
（3）下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是______________。
a．当X与Y的反应速率之比为1：1
b．混合气体中X的质量分数保持不变
c．X、Y、Z的浓度之比为1：1：2
（4）当反应达到平衡时，用Y表示的正反应速率v正（Y）与用Z表示的逆反应速率v逆（Z）的关系式是_________________。
（5）为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_______。
a．适当降低温度 b．扩大容器的体积 c．充入一定量Z
17．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。
（1）完成以下实验设计（填写表格中空白项），并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ)实验①和_______探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ)实验①和______探究锌规格（粗、细）对该反应速率的影响。
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
（2）实验①记录如下（换算成标况）：
时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
氢气体积 (mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)=________（忽略溶液体积变化）。
②反应速率最大的时间段(如0s～10s......)为_______，可能原因是______。
③反应速率最小的时间段为________，可能原因是_________________________________。
（3）另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是____________(填相应字母)；
A．氨水 B．CuCl2溶液 C．NaCl溶液 D．KNO3溶液
（4）另有某温度时，在2L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示，该反应的化学方程式为：_____________________________。
18．铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。放电时该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，根据上述情况判断：。
(1)蓄电池的负极材料是___________。(填化学式)
(2)放电时，正极反应为___________。
(3)放电时，电解质溶液中阴离子移向___________极。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．与固体反应是吸热反应，故A错误；
B．一般分解反应属于吸热反应，高温分解需要持续加热，是吸热反应，故B错误；
C．一般化合反应属于放热反应，生石灰跟水反应是放热反应，故C正确；
D．盐酸与碳酸氢钠溶液反应是吸热反应，故D错误；
故答案为C
2．C
【分析】Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2+；
石墨作正极，电极反应式为2+2e－=NH3+H2。
【详解】A．由分析可知，Zn作负极，石墨作正极，A错误；
B．电流由正极（石墨）经导线流向负极（锌），B错误；
C．干电池时间连续工作，负极锌片被腐蚀，内装糊状物可能流出腐蚀用电器，C正确；
D．干电池是一次性电池，不能反复充电，只能实现化学能向电能转化，D错误。
答案选C。
3．D
【详解】①化学反应平衡时正逆反应速率相等，故平衡时，υ正(O2)=υ逆(O2)成立，①正确；
②关系式4υ正(O2)=5υ正(NO)或4υ逆(O2)=5υ逆(NO)总成立，故②错误；
③四种物质NH3、O2、NO、H2O正反应速率之比等于化学计量数之比，为4:5:4:6，故υ正(H2O)最大，故③正确；
④该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，若投入4molNH3和5molO2，生成的NO一定少于4mol，故④错误；
故不正确的为②④，答案选D。
4．B
【详解】A．电池放电时，将化学能转化成电能、热能等，能量转化率小于100%，A项错误；
B．电池放电时，阳离子向正极迁移，B项正确；
C．正极发生还原反应，负极发生氧化反应，反应式为，C项错误；
D．正极反应式为，消耗时电路中转移电子，D项错误；
答案选B。
5．B
【详解】A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，A错误；
B.C与CO2生成CO的反应是吸热反应，绝大多数的化合反应为放热反应，B正确；
C.燃料充分燃烧的条件：一定的燃烧温度、燃料与空气充分接触、充足的空气或氧气，C错误；
D.H2SO4和NaOH发生的中和反应是放热反应，D错误；
故合理选项是B。
6．C
【详解】A．根据总反应方程式Mg+H2O2=Mg(OH)2，Mg失电子发生氧化反应，所以Mg电极是该电池的负极，故A错误；
B．H2O2中氧元素化合价降低，H2O2在石墨电极上发生还原反应，故B错误；
C．电池工作时，化学能转化为电能，故C正确；
D．Mg是负极、石墨是正极，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，故D错误；
选C。
7．C
【详解】A．锌片不断溶解，说明Zn失去电子，锌被氧化，故A错误；
B．石墨上产生气泡，说明溶液中的NH在其表面得到电子，被被还原，故B错误；
C．Zn的化合价升高，锌失电子发生氧化反应，锌是负极，电子由Zn电极经外电路流向石墨电极，故C正确；
D．该装置为原电池，电流计指针发生偏转，说明该装置将化学能转换为电能，故D错误；
选C。
8．A
【详解】A．4min时，M的浓度是0.2mol/L，则消耗M是2mol-0.2mol/L×2L=1.6mol，M的转化率为=80%，故A符合题意；
B．M的反应速率为==0.2mol/(L min)，故B不符合题意；
C．4min后，向恒容密闭容器中充入不参与反应的稀有气体，反应物和生成物的浓度不变，平衡不发生移动，M的物质的量不变，故C不符合题意；
D．4min时，向容器中充入一定量的的M，平衡朝正反应方向移动，外界条件的影响远大于体系平衡的移动，故M的转化率减小，故D不符合题意；
答案选A。
9．D
【详解】A．因氯化银、硫酸钡都是难溶于水的白色沉淀，所以能和氯化钡产生白色不溶于稀盐酸的沉淀有钡盐和银盐，不能说明原溶液中一定含SO，也可能是含有Ag+，故A错误；
B．正常雨水的pH值等于5.6，pH小于5.6的雨水属于酸雨，二氧化硫、氮氧化物是形成酸雨的重要物质，所以不能说明雨水中一定溶解了SO2，故B错误；
C．如果该反应是吸热反应，灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，会随着反应的进行铂丝的温度会下降，则不会保持红热，实际上铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放热反应，故C错误；
D．该反应I2+2HClO3=Cl2+2HIO3中，氧化剂是HClO3，氧化产物是HIO3，还原剂是I2，还原产物是Cl2，所以说明HClO3的氧化性大于HIO3，I2的还原性大于Cl2，能说明I2的还原性比Cl2强，故D正确；
故选：D。
10．C
【详解】A．水是纯液体，Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率，故A错误；
B．常温下浓硫酸和Fe发生钝化现象，且不生成氢气，生成二氧化硫，故B错误；
C．双氧水制取氧气时加入二氧化锰，二氧化锰作催化剂，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，故C正确；
D．铝与盐酸反应时加入稀的氯化钠溶液，氢离子浓度减小，反应速率降低，故D错误；
故答案为C。
11．D
【详解】A．图1装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，化学能无法转化为电能，选项A错误；
B．图2中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，选项B错误；
C．锌锰干电池中，锌筒上发生氧化反应，作负极，选项C错误；
D．蓄电池在充电时电能转化为化学能，属于电解池，发生了氧化还原反应，选项D正确；
答案选D。
12．③⑦⑧
【分析】①加H2O，使盐酸浓度降低，反应速率减慢，对氢气的产量无影响；
②加NaOH固体，能消耗盐酸，降低氢气的产量；
③滴入几滴浓盐酸，增加了盐酸浓度，能加快反应速率，由于盐酸本是过量的，对氢气的产量无影响，故符合题意；
④加CH3COONa固体，能结合氢离子，降低了氢离子浓度，使反应速率减慢；
⑤加NaCl溶液，使盐酸浓度降低，反应速率减慢，对氢气的产量无影响；
⑥滴入几滴硫酸铜溶液，能写出原电池，加快反应速率，但会消耗铁，使氢气的产量减少；
⑦升高温度（不考虑盐酸挥发），能加快反应速率，对氢气的产量无影响，故符合题意；
⑧改用10mL0.1mol/L盐酸，相当于增加了盐酸浓度，能加快反应速率，由于盐酸本是过量的，对氢气的产量无影响，故符合题意；
【详解】由分析可知，为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的③⑦⑧，故答案为：③⑦⑧；
13．(1)
(2)A
(3)②④⑤
【详解】（1）列三段式：
以H2表示的反应速率为；
（2）
A．及时分离出NH3气体，生成物的浓度减小，反应物浓度不变，反应速率不会加快，A错误；
B．适当升高温度可加快反应速率，B正确；
C．增大N2的浓度即增大反应物浓度，反应速率加快，C正确；
D．选择高效催化剂可加快反应速率，D正确；
故选A。
（3）①单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2都指逆反应方向，不能说明平衡，故错误；
②各组分的物质的量浓度不再改变，说明达到平衡，故正确；
③N2、H2、NH3物质的量浓度之比为1∶3∶2不能说明平衡，故错误；
④混合气体前后的计量数不相等，当总物质的量保持不变时，说明达到平衡，故正确；
⑤容器内压强保持不变，说明各组分的浓度不再变化，可说明平衡，故正确；
⑥容器体积不变，根据质量守恒，气体的总质量不变，气体密度一直保持不变，不能说明平衡，故错误；
故选：②④⑤。
14．(1)2～3min
(2) 4～5min 4～5minH＋浓度小
(3)0.1mol·L-1·min-1
(4)ab
【详解】（1）根据表格数据，产生的氢气0～1min产生50mL、1～2min产生70mL、2～3min产生112mL、3～4min产生58mL、4～5min产生20mL，故2～3min反应速率最大。
（2）4～5min产生20mL，反应速率最小，因为随着反应的进行，浓度最小。
（3）2～3min生成112mL氢气，生成氢气的物质的量为：，消耗的盐酸物质的量为：，根据
（4）为了减缓反应速率又不影响生成氢气的量，可以稀释溶液又不能消耗，故选ab。
15． 3A(g) B(g)+2C(g) 0.002mol/L.s 2/7
【详解】（1）根据图象可知，平衡时A的浓度减少了0.15mol/L－0.06mol/L＝0.09mol/L，，C的浓度增加了0.11mol/L－0.05mol/L＝0.06mol/L。由于反应前后混合气体的平均相对分子质量始终不变，这说明反应前后气体的物质的量是不变的，则该反应的化学方程式是3A(g)B(g)+2C(g)。
（2）根据方程式可知，B的浓度增加了0.06mol/L÷2＝0.03mol/L，则用B的浓度变化表示的 t0～t1阶段的平均反应速率为0.03mol/L÷15s＝0.002mol/(L·s)。
（3）平衡时B的浓度是0.05mol/L，则起始时B的浓度是0.05mol/L＋0.03mol/L＝0.08mol/L，则B的体积分数是0.08/(0.15+0.08+0.05)=2/7 。
16． X (g)+Y(g)2Z(g) 0.0395 mol (L s)﹣1 b 2v正(Y)= v逆(Z) c
【详解】由图象可知，在10s内X减少了0.79mol，Y减少了0.79mol，Z增加了1.58mol。(1)因此该反应的化学方程式为X (g)+Y(g)2Z(g)；
(2)用X表示的反应速率是v(X)= = 0.0395 mol (L s)-1；
(3)a、当正、逆反应速率相等时，化学反应即达到了平衡状态，又化学反应的速率之比等于对应的化学计量系数之比，所以X与Y的反应速率之比始终都是1：1，但没有指明是正逆反应速率，所以a错误；b、混合气体中各组分的含量保持不变，说明反应已达平衡，故b正确；c、各组分的浓度之比取决于起始时加入量的多少，浓度之比等于化学计量系数之比，不能说明反应已达平衡，所以c错误。因此正确答案为b；
(4)化学反应的速率之比等于对应的化学计量系数之比，所以用Y和Z表示的速率关系为2v正(Y)= v逆(Z)；
(5)根据影响反应速率的因素可知，a、降低温度只能减小反应速率，故a错误；b、扩大容器体积，相当于减少浓度，所以速率会减慢，故b错误；c、充入一定量Z，使Z的浓度增大，随着反应逆向进行，X、Y的浓度也会增大，所以正、逆反应速率都会增大，故c正确。故正确答案为c。
点睛：反应达到平衡状态的判断是本题重点，可用反应速率进行判断，即正逆反应速率相等，而不能用速率之比等于计量系数之比来判断；也可能用浓度或含量进行判断，即浓度或含量要保持不变，而不能用浓度之比等于系数之比来判断。
17． ③ ④ 0.056 mol·L-1·s-1 40s～50s 反应放热 90s～100s 盐酸浓度降低 C 3X+Y2Z
【分析】（1）根据实验的目的和影响化学反应速率的因素来设计实验,注意对照实验的设计关键是采用控制变量法来比较外界条件对反应速率的影响；
（2）①计算氢气的物质的量n(H2)，再计算出溶液中氢离子浓度的改变，根据v＝△c÷△t计算30s～40s范围内盐酸的平均反应速率；
②③根据相等时间段内，产生的氢气的体积越大，可以确定反应速率越快，据影响反应速率的因素来判断；
（3）根据浓度以及原电池原理的应用来确定化学反应速率的变化情况。据此解答。
（4）根据图象分析反应物和生成物，结合变化量之比是化学计量数之比解答。
【详解】（1）由实验目的可以知道，探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响，实验①②探究盐酸浓度对该反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响，则固体的表面积以及盐酸的浓度应该是一样的，而两实验的温度应控制不同，所以实验①和③可达到实验目的。探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响，要求实验温度以及盐酸的浓度是相等的，表面积不同，所以实验①和④可达到实验目的。
（2）①在30s～40s范围内氢气的n(H2)＝(224－67.2)×10－3L÷22.4L/mol＝0.007mol，则溶液中的氢离子改变了0.007mol×2＝0.014mol，则△c(H+)＝0.014mol÷0.025L＝0.56mol/L，所以在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)＝0.56mol/L÷10s＝0.056mol/(L·s)。
②根据相等时间段内，产生的氢气的体积越大，可以确定反应速率越快，所以反应速率最大的时间段是40s～50s，可能原因是反应放热，温度高，反应速率快。
③根据相等时间段内，产生的氢气的体积越小，可以确定反应速率越慢，所以反应速率最小的时间段是90s 100s，可能原因是反应进行过程中，盐酸浓度减小，反应速率变慢。
（3）A.加入氨水，盐酸被中和，能达到减慢速率的目的，但是影响了氢气的产量，故A不符合要求；
B.加入氯化铜，则金属锌会置换出金属铜，形成Cu、Zn、盐酸原电池，会加快反应速率，故B不符合要求；
C.在盐酸中加入NaCl溶液相当于将盐酸稀释，盐酸中氢离子浓度减小，所以速率减慢，但不影响氢气的产量，故C符合要求；
D.加入硝酸钾溶液后，锌与氢离子、硝酸根发生氧化还原反应生成一氧化氮，不再产生氢气，故D不符合要求。
答案选C。
（4）根据图象可知X和Y的物质的量减少，是反应物，Z是生成物，达到平衡时X减少1.0mol－0.4mol＝0.6mol，Y减少1.0mol－0.8mol＝0.2mol，Z增加了0.5mol－0.1mol＝0.4mol，所以X、Y、Z物质的物质的量之比是3：1：2，因此方程式为3X+Y2Z。
18． Pb PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O 负
【详解】(1)根据电池反应式知，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，失电子化合价升高的金属为负极，则Pb为负极，故答案为：Pb；
(2)放电时，正极上PbO2得电子和H2SO4反应生成PbSO4，电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故答案为：PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O；
(3) 放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故答案为：负。
【点睛】考查了原电池原理，明确正负极上发生反应及元素化合价变化即可解答，知道电流方向、电解质溶液中阴阳离子移动方向等知识点。
答案第1页，共2页
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