专题6《化学反应与能量变化》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》检测题
一、单选题
1．把锌片、铜片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.4mol电子通过时，负极的质量变化是
A．减少13g B．增加6.5g C．增加13g D．减少11.2g
2．在密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，下列说法不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．烧瓶内气体的质量不再变化 B．烧瓶内气体的颜色不再变化
C．烧瓶内气体的压强不再变化 D．N2O4与NO2的消耗速率之比为1：2
3．一氧化碳是一种可燃性气体，燃烧时发生反应：。下列关于该反应的说法不正确的是
A．属于放热反应
B．属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因
4．在下列各说法中，正确的是（　　）
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1mol H2SO4与1mol Ba（OH）2反应放出的热叫做中和热
D．1mol H2与0.5mol O2反应放出的热就是H2的标准燃烧热
5．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8 mol/（L·s）是指1s 时某物质的浓度为0.8mol/L
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．决定反应速率的主要因素是反应物的浓度
6．下列关于化学反应与能量的说法错误的是
A．化学反应中的能量变化均表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热有关
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应
D．判断反应是吸热还是放热可以根据反应物和生成物的总能量的大小
7．通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)　ΔH1=＋571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)　ΔH2=＋131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=＋206.1 kJ·mol-1
A．反应①可知，氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B．反应②为吸热反应，不能自发进行
C．反应③使用催化剂， H3减小
D．反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 的 H=＋74.8 kJ·mol-1
8．一定温度下，在密闭容器中进行反应：4A(s )+3B(g)2C(g)+D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol L﹣1．对此反应的反应速率的表示，正确的是(　　)
①在2min内，用C表示的反应速率是0.1mol L﹣1 min﹣1
②反应的过程中，只增加A的量，反应速率不变
③2分钟内，D的物质的量增加0.2 mol
④分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1
A．①② B．③ C．① D．②④
9．下列属于放热反应的是
A．碳酸钙高温分解 B．铝热反应
C．氢气还原氧化铜 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合搅拌
10．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e－=Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色
D．a和b用导线连接后，Fe片上发生氧化反应，溶液中的Cu2+向铜电极移动
11．相同温度下，下列有关反应速率的说法正确的是
A．的盐酸和的硫酸分别与的溶液反应的速率相同
B．等质量的大理石块和大理石粉分别与同体积的盐酸反应的速率相同
C．等质量的镁粉和铝粉分别与同体积的盐酸反应的速率相同
D．的盐酸和的硫酸与等质量的粉末反应的速率相同
二、填空题
12．如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。
(1)铜片上的现象是__________，电极反应为__________。
(2)电流由__________经导线流向__________，说明__________为正极，__________为负极。
(3)若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为__________。
(4)若将电解质溶液换成硫酸铜溶液，能否形成原电池？若能，请写出电极反应式；若不能，请说明理由。
13．“液态阳光”技术可助力中国完成碳达峰、碳中和目标。具体分三步：
第1步，把光变成能量，目前采用光伏发电的形式；
第2步，电解水制氢气；
第3步，和在催化剂等条件下合成。
请回答下列问题：
(1)光伏发电实现_______能转化为_______能。
(2)恒温恒容条件下，发生反应：，下列情况表明反应已达到平衡状态的是_______(填字母，下同)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的总压强保持不变
C．混合气体中的体积分数保持不变
D．、的浓度相等
(3)在密闭容器中投入一定量和发生上述反应，下列条件能提高反应速率的是_______。
A．升高温度 B．分离产物 C．减小压强 D．加催化剂
(4)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，经10min达到平衡，测得平衡体系中的体积分数为50%。
①开始反应至10min时的平均反应速率为_______。
②该条件下，反应达到平衡时，的转化率为_______。
14．某实验室备有如下实验用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液以及导线。试回答下列问题：
(1)若选用铁片、铜片、AgNO3溶液及导线，_______(填“能”或“不能”)构成原电池。
(2)判断该电池的正极材料是_______，负极材料是_______，正极反应式是_______，负极反应式是 _______，电池总反应式是_______。
15．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)平衡时N2的转化率为_______，NH3的体积分数为_______。
(3)反应达平衡时与反应开始时的压强之比为_______。
(4) 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
(5)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
③N2、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
16．原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。
(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，反应的离子方程式为___________。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是___________(填“正极”或“负极”)，锌片上发生反应的电极反应式为___________；能证明化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转，铜片___________。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。
①CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ②Fe ＋ Cu2+=Cu ＋ Fe2+③ CaO ＋ H2O =Ca(OH)2
17．（1）某实验小组模拟合成氨过程，通过仪器测得正反应速率与时间的图象如图所示，请回答相关问题：
①正反应速率呈现出先增大后减小的原因可能是____。
②v正-t图象中A、B、C、D四点属于平衡状态的是___点。
（2）将HI(g)置于密闭容器中，某温度下发生下列变化：2HI(g) H2(g)+I2(g) △H<0
①该反应平衡常数的表达式为K=____。
②当反应达到平衡时c(I2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则c(H2)为___，HI的分解率为___。
18．(1)浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度可以___________化学反应的速率；减小反应物的浓度可以___________化学反应速率。(填“增大”或“减小”或“不影响”下同)
(2)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以___________化学反应速率，降低温度可以___________化学反应速率。
(3)催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂，通常能极大地___________化学反应速率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子变成锌离子进入溶液，所以负极质量会减少，正极上铜离子得电子生成铜单质，所以正极上铜片质量会增加，根据金属和转移电子的关系计算即可。
【详解】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子质量减少，正极上铜离子得电子质量增加。设负极上质量减少x，负极上的电极反应式为：
x==13g，所以负极质量减少13g。
故选A。
2．A
【详解】A．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量始终所以相等，烧瓶内气体的质量不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．该反应是气体颜色变深的反应，烧瓶内气体的颜色不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B正确；
C．该反应是气体体积增大的反应，反应中容器内压强增大，则烧瓶内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故C正确；
D．N2O4与NO2的消耗速率之比为1：2说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故D正确；
故选A。
3．C
【详解】A．燃烧放热，属于放热反应，故A正确；
B．反应，CO中C元素化合价升高，氧气中氧元素价态降低，属于氧化还原反应，故B正确；
C．属于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C错误；
D．断键吸热、成键放热，化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因，故D正确；
选C。
4．B
【详解】A．反应中能量变化与反应条件无关，如燃烧为放热反应，常温下氯化铵与氢氧化钡发生吸热反应，故A错误；B．热化学方程式中计量数只表示物质的量，可以为分数，故B正确；C．生成1molH2O时为中和热，且生成硫酸钡放热，则1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热不是中和热，故C错误；D.1molH2燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热，则1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热，水的状态未知，不一定为燃烧热，故D错误；故选B。
点睛：本题考查反应热与焓变，把握燃烧热、中和热、热化学方程式、反应中能量变化为解答的关键。本题的易错点为D，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，反应中C→CO2，H→H2O(液)，S→SO2(气)，题中容易忽视生成物(水)的状态。
5．C
【详解】A.化学反应速率用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示，固体和纯液体不可以，故A错误；
B.化学反应速率为0.8 mol/（L·s）是指单位时间内浓度的变化量为0.8 mol/L，故B错误；
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢，故C正确；
D.决定反应速率的主要因素是反应物自身的性质，故D错误；
答案：C。
6．A
【详解】A．化学反应中的能量变化不一定均表现为热量的变化，也可以是光能等，A错误；
B．断键吸热，成键放热，所以化学键的断裂和形成与反应放热和吸热有关，B正确；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，C正确；
D．判断反应是吸热还是放热可以根据反应物和生成物的总能量的大小，如果反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，如果反应物总能量低于生成物总能量，则为吸热反应，D正确；
答案选A。
7．D
【详解】A．燃烧热是指常温常压下1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，由反应①可知，氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1，A选项错误；
B．根据反应自发进行，反应②熵变大于0，则该反应在高温条件下可以自发进行，B选项错误；
C．催化剂只能改变反应速率，不改变焓变，C选项错误；
D．根据盖斯定律，将热化学方程式③-②可得：CH4（g）═C（s）+2 H2（g）△H=△H3-△H2=+206.1kJ mol-1-131.3kJ mol-1=+74.8kJ mol-1，D选项正确；
答案选D。
8．D
【详解】①在2min内，用C表示的反应速率是=0.2mol L﹣1 min﹣1，①不正确；
②因为A呈固态，所以反应过程中，只增加A的量，反应速率不变，②正确；
③容器的体积未知，无法求出2分钟内，D的物质的量的增加量，③不正确；
④在化学反应中，各物质表示的速率之比等于化学计量之比，所以用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1，④正确；
综合以上分析，②④正确；故选D。
9．B
【详解】金属与酸的反应，铝热反应，酸碱中和反应，燃烧反应等均为放热反应；而氢气、碳等还原金属氧化物，部分高温下发生反应，氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混和反应均为吸热反应；按照上述规律推理，B正确；正确选项B。
10．C
【详解】A．a和b不连接时，铁片和铜离子发生置换反应，因此铁片上会有金属铜析出，故A正确；
B．a和b用导线连接时，铁作负极，铜作正极，因此铜片上发生的反应为Cu2++2e－=Cu，故B正确；
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液中铜离子都会减少，铁变为亚铁离子，溶液颜色变浅，故C错误；
D．a和b用导线连接后，Fe为负极，发生氧化反应，铜为正极，根据离子“同性相吸”原理，因此溶液中的Cu2+向正极即铜电极移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
11．D
【详解】A．硫酸是二元酸，所以硫酸中氢离子的浓度大于盐酸，所以两者反应速率不等，A错误；
B．表面积越大反应速率越快，所以等质量的大理石块和大理石粉与同浓度盐酸的反应速率不相等，B错误；
C．镁活泼，所以镁反应的速率快，则等质量的镁粉和铝粉与等物质的量浓度的盐酸反应速率不相等，C错误；
D．氢离子浓度相同，反应速率相等，D正确；
故选：D。
12．(1) 有气泡产生 2H++2e-=H2↑
(2) 铜 锌 铜 锌
(3)2.24L
(4)正极反应为Cu2++2e-=Cu，负极反应为Zn-2e-=Zn2+
【分析】该装置为原电池，总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，锌片上发生氧化反应，为负极，铜片上发生还原反应，为正极。
【详解】（1）铜片为正极，发生反应2H++2e-=H2↑，现象为有气泡产生；
（2）电流由正极流向负极，锌为负极，铜为正极，所以电流由铜经导线流向锌；
（3）0.2mol电子发生转移，根据反应2H++2e-=H2↑，可知生成0.1mol氢气，标况下体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
（4）换成硫酸铜溶液，则总反应为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，该反应为氧化还原反应，所以依然能形成原电池，正极反应为Cu2++2e-=Cu，负极反应为Zn-2e-=Zn2+。
13．(1) 光 电
(2)BC
(3)AD
(4) 0.05 50%
【详解】（1）光伏发电实现光能转化为电能。
（2）A． 容器的容积不变，混合气体的总质量不变，故混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度保持不变不能表明反应已达到平衡状态，故A错误；
B． 容器的容积不变，随反应进行，混合气体的物质的量减小，混合气体的总压强减小，故混合气体的总压强保持不变能表明反应已达到平衡状态，故B正确；
C． 混合气体中的体积分数保持不变，说明正逆反应速率相等，能表明反应已达到平衡状态，故C正确；
D． 、的浓度相等不能说明正逆反应速率相等，不能表明反应已达到平衡状态，故D错误；故选BC。
（3）A． 升高温度，反应速率加快，故A正确；
B． 分离产物，反应速率减慢，故B错误；
C． 减小压强，反应速率减慢，故C错误；
D． 加催化剂，反应速率加快，故D正确；
故选AD。
（4）①设CO2参加反应的物质的量为xmol，则可列出三段式：
，平衡体系中的体积分数为50%，则，解得x=1，则开始反应至10min时的平均反应速率为 。
②该条件下，反应达到平衡时，的转化率为。
14．(1)能
(2) 铜片 铁片 2Ag++2e-=2Ag Fe-2e-=Fe2+ Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+
【解析】（1）
若选用铁片、铜片、AgNO3溶液及导线，铁和铜是两种活泼性不同的金属，铁和硝酸银溶液能发生氧化还原反应，因此能构成原电池。
（2）
铁的活动性比铜强，铁片作负极、铜片作正极，负极铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极银离子得电子生成单质银，电极反应式为：2Ag++2e-=2Ag或Ag++e-=Ag，电池总反应为铁与硝酸银溶液反应生成银和硝酸亚铁，反应式为：Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+。
15． 50% 50% 3：2 a ②④⑤
【详解】列三段式：
(1)以H2表示的反应速率为；
(2)平衡时N2的转化率为，NH3的体积分数为；
(3)恒容密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，反应达平衡时与反应开始时的压强之比为(4+8)：(2+2+4)=3:2；
(4)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；
(5)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；
故选：②④⑤。
16． Zn ＋2H+=Zn2+ ＋ H2↑ 负极 Zn–2e-=Zn2+ 有气泡产生 ① ②
【详解】(1)将锌片放入稀硫酸，反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn ＋2H+=Zn2+ ＋ H2↑；
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，构成了原电池。原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，则锌片是负极，锌片上发生反应的电极反应式为Zn–2e-=Zn2+；能证明化学能转化为电能的实验现象是：电流表指针偏转，铜片有气泡产生；
(3)原电池装置工作时可实现化学能直接转化为电能。能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池。则：①CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 是能自发进行的氧化还原反应，可选；②Fe ＋ Cu2+=Cu ＋ Fe2+是能自发进行的氧化还原反应，选；③CaO ＋ H2O =Ca(OH)2不是氧化还原反应，不选；则答案为① ②。
17． B点前反应放热占主导速率增大，B点后浓度降低占主导速率降低 D 0.5mol/L 25%
【详解】⑴①开始反应物浓度大，反应速率快，随着反应进行，该反应速率加快，说明可能是温度在影响反应速率，因为该反应是放热反应，后来由于反应到一定阶段，反应物浓度减小，反应速率减小，
故答案为B点前反应放热占主导速率增大，B点后浓度降低占主导速率降低；
②v正-t图象中当速率不再改变时即为平衡点，即D点为平衡点，
故答案为D；
⑵该反应平衡常数表达式为生成物浓度的系数次方之积除以反应物浓度系数次方之积，
故答案为；
②
因此，c(H2)为0.5mol/L ，HI的分解率为，
故答案为0.5mol/L；25%。
18． 增大 减小 增大 减小 增大
【详解】(1)当其他条件不变时，增大反应物的浓度可以加快反应速率，减小反应物的浓度可以减小反应速率；
(2)当其他条件不变时，升高温度，活化分子百分数增大，可以加快反应速率，降低温度可以减小反应速率；
(3)催化剂可以降低反应活化能，使用适当的催化剂，通常能极大地增大反应速率。
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