第六章化学反应与能量单元测试卷（含解析） 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 单元测试卷
一、单选题
1．中国科学院科研团队研究发现，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成的原理示意图如图。下列说法不正确的是
A．该过程将太阳能转化成为化学能 B．该反应中有N-H键生成
C．该反应中的四种物质都含有共价键 D．该反应的化学方程式为
2．已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)，能量变化如图所示，下列叙述中正确的是

A．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
B．该反应若生成2molAB2(g)时，放出的热量为(E1-E2)kJ
C．该反应过程中有极性键的断裂和形成
D．该反应的进行一定需要加热或点燃
3．在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2=2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
4．化学能可以与热能电能等相互转化，下列说法正确的是
A．图1：和完全反应生成的过程中放出能量
B．图2：能将化学能转化为电能
C．图3：电极a为负极，发生氧化反应
D．图3：当电路中转移电子时，电极a消耗的与电极b消耗的的物质的量之比为
5．研究表明，在和下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．比稳定
B．转化为需要吸收的热量
C．反应过程中断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键放出的总能量
D．该异构化反应只有在加热条件下才能进行
6．燃料电池近几年发展迅速，如图是科学家利用页岩气设计的一种固态(熔盐)燃料电池工作示意图。下列说法错误的是
A．电极材料采用石墨烯，吸附甲烷的电极为负极，发生氧化反应
B．通入氧气的电极上电极反应式为
C．电池工作时，向通甲烷的电极一侧移动
D．该电池的优点是二氧化碳可循环利用，不会释放温室气体
7．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的 方案设计 现象和结论
A 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 其他条件不变，取两支试管，一支加入10 mL 0.1 mol/L 溶液，另一支加入5 mL 0.1 mol/L 溶液、5 mL蒸馏水，同时向两支试管加入10 mL 0.1mol/L 溶液 前者出现浑浊的时间更短，说明增大浓度，可以加快反应速率
B 探究压强对化学反应速率的影响 其他条件不变，在容积固定的密闭容器中发生反应：向其中通入氩气，反应速率不变 化学反应速率不受压强影响
C 证明溶液是否含 向溶液中加入稀氢氧化钠溶液，用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口 若试纸未变蓝，则说明不含
D 探究KI与反应的限度 取1 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中，加入5 mL 0.1 mol/L溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液 若溶液变血红色，则KI与的反应有一定限度
A．A B．B C．C D．D
8．下图是铅葍电池的模拟装置图，铅蓄电池是典型的二次电池，其总反应式为：，下列说法正确的是

A．放电时，闭合断开，正极反应是：
B．充电时，闭合断开，铅蓄电池正极接外电源负极，电极反应式为：
C．闭合断开，放电过程中，向电极移动，溶液的不断增大
D．放电时，闭合断开，当外电路上有电子通过时，溶液中消耗的物质的量为
9．“要想做好实验，就要敏于观察。”——波义耳。以下实验能达成目的的是
A B C D
实验方案
实验目的 实验室制取氨气 验证化学能可以转化成电能 实验室制取并收集气体 制备可以较长时间观察的白色
A．A B．B C．C D．D
10．对于反应，下列有关说法不正确的是
A．在容器中充入4 mol 和5 mol ，一定条件下充分反应，反应结束后，电子转移的物质的量为20 mol
B．在恒容容器内，反应达到平衡后，通入Ar，压强增大，但v(正)和v(逆)都不变
C．断裂1 mol N-H键的同时，断裂1 mol O-H键，说明该反应达到平衡伏态
D．当混合气体的平均摩尔质量不变，说明该反应达到平衡状态
11．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法中正确的是

A．该装置将化学能转化成电能 B．电子流向：铁棒→溶液→碳棒
C．铁棒发生还原反应 D．总反应为
12．高铁电池是一种新型高能高容量电池，某高铁电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．M电极为阴极
B．电池工作时，电流方向为：
C．极的电极反应式为
D．电池工作一段时间后，正极区中的浓度增大
13．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应A(g)+2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示。下列说法正确的是
浓度mol/L 时间/min c(A) c(B) c(C)
0 1.0 1.2 0
2 0.8
4 0.6
6 0.9
A．在0～2min内，B的反应速率为0.1mol/(L·min)
B．2min时，C的物质的量浓度为0.4mol/L
C．该反应恰好在4min时达到平衡状态，此时A的转化率为30%
D．在4～6min内，容器内气体分子的总物质的量不变
14．一定条件下，在体积为的固定容器中发生反应：，反应过程如下图。下列说法不正确的是
A．时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示的物质的量随时间的变化关系
C．，的平均反应速率
D．达到平衡状态时与断键的数目之比是
二、非选择题
15．为了研究在MnO2存在下H2O2的分解速率，某学生将少许MnO2粉末加入50mL密度为1.1g cm-3的过氧化氢溶液中，通过实验测定，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请据图回答下列问题：
(1)放出一半气体所需要的时间为_____。
(2)A、B、C、D各点反应速率大小的顺序是_____。
(3)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为____。
16．完成下列问题。
(1)某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
①由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_______；反应开始至2min时Z的平均反应速率为_______；
②下列关于化学反应速率与化学反应限度的叙述不正确的是_______。
A．反应限度是一种平衡状态，此时反应已经停止
B．达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等
C．达到平衡状态时，反应物和生成物浓度都不再改变
D．化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
E.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
(2)把气体和气体混合放入2L密闭容器中，在一定条件下发生反应：，经5min达到平衡，此时生成，测得D的平均反应速率为，求：
①x的值_______，B的转化率_______。
②平衡时压强与初始时压强之比_______。
③该温度下此反应的平衡常数_______。
17．研究NO2、SO2等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 ___________ 。
(2)利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O也可处理NO2，当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是___________L。
(3)一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应： NO2+ SO2 NO+ SO3下列表述能说明反应达到平衡状态的是___________。
A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
18．大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。某科学小组进行O3与含I-溶液反应相关研究。
(1)O3将I-氧化生成I2的过程由3步反应组成：
①I-(aq)＋O3(g)=IO-(aq)＋O2(g)
②IO-(aq)＋H＋(aq) HOI(aq)
③HOI(aq)＋I-(aq)＋H＋(aq) I2(aq)＋H2O(l)　写出O3氧化I-生成I2的化学方程式___________。
(2)O3在水中易分解，在一定条件下，O3的浓度减少一半时所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L-1。
pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0
20 301 231 169 58
30 158 108 48 15
50 31 35 15 7
①在30 ℃、pH=4.0条件下，O3的分解速率为___________ mol·L-1·min-1。
②pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是___________。
③根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为___________(填字母代号)。 a．40 ℃、pH=3.0 b．10 ℃、pH=4.0 c．30 ℃、pH=7.0
(3)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
①放电过程中，Cl-向___________填(“负极”或“正极”)移动。
②正极电极方程式为___________。
③电路中每转移0.3 mol电子，理论上会消耗___________g Ca。
参考答案：
1．D
【详解】A．在可见光下，氮气和水反应生成氨气，该过程将太阳能转化成为化学能，故A正确；
B．该反应生成氨气，有N-H键生成，故B正确；
C．该反应中的四种物质N2、H2O、NH3、O2都含有共价键，故C正确；
D．该反应的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2，故D错误；
故选D。
2．A
【详解】A．由图示可知，该反应为放热反应，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，A正确；
B．该反应若生成2molAB2(g)时，吸收热量为(E1-E2)kJ，B错误；
C．该反应过程中断开A2、B2中的非极性键，形成AB2中的极性键，C错误；
D．该反应为吸热反应，但吸热反应也有可能常温就能进行，不一定需要加热或点燃，D错误；
故答案选A。
3．C
【分析】I中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮；Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，所以产生少量红棕色气泡后，迅速停止；Ⅲ中构成原电池，Fe作为负极，且Fe与浓硝酸直接接触，会产生少量二氧化氮，Cu作为正极，发生得电子的反应，生成二氧化氮。
【详解】A．I中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮，化学方程式为: 2NO+O2=2NO2，A正确；
B．常温下，Fe遇浓硝酸易钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，B正确；
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，实验Ⅱ反应停止是因为发生了钝化，不能用来比较浓HNO3和稀HNO3的氧化性强弱，物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力强弱来分析，C错误；
D．Ⅲ中构成原电池，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否持续被氧化，D正确；
故选C。
4．C
【详解】A．图1：和完全反应生成，断键吸收的总能量为(946+498)kJ=1444 kJ，成键放出的总能量为1264kJ，过程中吸收能量，故A错误；
B．图2：没有构成闭合回路，不能构成原电池，不能能将化学能转化为电能，故B错误；
C．图3：a极二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，电极a为负极，故C正确；
D．图3：a极二氧化硫生成硫酸，S元素化合价由+4升高为+6，b电极氧气得电子生成水，O元素化合价由0降低为-2，根据得失电子守恒，当电路中转移电子时，电极a消耗的与电极b消耗的的物质的量之比为，故D错误；
选D。
5．C
【详解】A．能量越低越稳定，的能量大于，比更稳定，故A错误；
B．转化为需要吸收59.3kJ的热量，故B错误；
C．正反应吸热，反应过程中断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键放出的总能量，故C正确；
D．反应吸放热与反应条件无关，该异构化反应不一定需要加热，故D错误；
选C。
6．D
【详解】A．依题意，甲烷发生氧化反应生成二氧化碳，吸附甲烷的电极为负极，A项正确；
B．、共同参与反应，电极反应式为，B项正确；
C．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，C项正确；
D．电池总反应为，会释放出二氧化碳，D项错误；
故选D。
7．A
【详解】A．只有浓度不同，前者出现浑浊的时间更短，说明增大浓度，可以加快反应速率，故A正确；
B．容积不变，通入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，不能证明化学反应速率不受压强影响，故B错误；
C．向溶液中加入稀氢氧化钠溶液，必须加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口检验，故C错误；
D．因为溶液过量，反应后有剩余，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液，溶液变为血红色，不能证明反应的限度，故D错误；
故选：A。
8．D
【分析】铅蓄电池放电时根据原电池工作原理分析，充电时根据电解原理进行判断电极及电极反应，如放电时Pb为负极、二氧化铅为正极，据此进行解答。
【详解】A．放电时，闭合断开，二氧化铅为正极，正极反应是：，故A错误；
B．充电时，闭合断开，铅蓄电池正极接外电源正极，电极反应式为：，故B错误；
C．闭合断开，放电过程中，Pb为负极、二氧化铅为正极，原电池中阳离子向正极移动，向A电极移动，溶液中氢离子浓度减小，溶液的不断增大，故C错误；
D．放电时，闭合断开，由总方程式：可知，每转移2mol电子，消耗2mol，当外电路上有电子通过时，溶液中消耗的物质的量为，故D正确；
故选D。
9．B
【详解】A．氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢，在温度稍低时又可生成氯化铵，实验室制备氨气，应用氯化铵和氢氧化钙反应，故A错误；
B．以Zn和Cu作为电极，以硫酸铜溶液为电解质溶液，可以构成原电池，Zn作负极，Cu作正极，可以验证化学能可以转化成电能，故B正确；
C．能够和水反应，不能用排水法收集，故C错误；
D．该装置没有隔绝空气，生成的Fe(OH)2会很快被氧化为红褐色的，故D错误；
故选B。
10．A
【详解】A．是可逆反应，在容器中充入4 mol 和5 mol ，反应物不能完全反应，电子转移的物质的量小于20 mol，故A错误；
B．在恒容容器内，反应达到平衡后，通入Ar，压强增大，各反应物和生成物的浓度都不发生变化，v(正)和v(逆)都不变，故B正确；
C．断裂1 mol N-H键的同时，断裂1 mol O-H键，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C正确；
D．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量减少，混合气体的平均摩尔质量变大，当混合气体的平均摩尔质量不变，说明该反应达到平衡状态，故D正确；
故选A。
11．A
【分析】根据装置图可知，活泼金属铁作负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳棒作正极，氢离子发生得电子的还原反应，其电极反应式为：2H++2e-=H2，据此分析解答。
【详解】A．原电池将化学能转化成电能，故A正确；
B．原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本装置中，电子从铁棒经外电路流向碳棒，故B错误；
C．铁棒失去电子，发生氧化反应，故C错误；
D．根据原电池正负极反应可知，总反应为，故D错误；
故选A。
12．C
【详解】A．极为负极，极为正极，故错误；
B．原电池中，电流方向由正极经过外电路流向负极，再经过电解质溶液中的离子流向正极，电流方向为：，故B错误；
C．极为正极，电极反应式为，故C正确；
D．正极生成氢氧根离子，正极区中的浓度减小，故D错误；
故答案选C。
13．D
【详解】A．在0～2min内，Δc(A)=0.2mol·L 1，Δc(B) =2Δc(A)=0.4 mol·L 1，B的反应速率， A错误；
B．2min时，Δc(A) = 0.2 mol·L 1，则Δc(C) = 0.6 mol·L 1，即C的物质的量浓度为0.6mol·L 1，B错误；
C．4min时Δc(B) = 0.6 mol·L 1，则Δc(C) =Δc(B) = 0.9 mol·L 1，即C的物质的量浓度为0.9mol·L 1，由表格数据可知9min时C的物质的量浓度也为0.9mol·L 1，因此4min时已经平衡，但不能说明4min时恰好平衡，平衡的时间可以在2-4min的某个时间点，C错误；
D．4min时，反应已达到平衡状态，因此在4～6min内，容器内气体分子的总物质的量不变，D正确；
故选D。
14．A
【详解】A．t1min后X、Y物质的量继续改变，所以t1min时反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A错误；
B．由图可知，在4min时，X、Y变化量之比为0.4:(1.2-0.6)=2:3，物质的量变化比等于系数比，所以X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间变化的关系，B正确；
C．Y曲线表示H2的物质的量随时间变化的关系，0~8min，的平均反应速率mol·L-1·min-1，C正确；
D．达到平衡状态时，H2与NH3的反应速率比为v(H2):v(NH3)=3:2，单位时间消耗3a molH2生成2a molNH3，平衡状态同时会消耗2a molNH3，则H2与NH3断键的数目之比是(3a mol×1):(2a mol×3)=1:2，D正确；
故答案为：A。
15．(1)1min
(2)D>C>B>A
(3)0.11mol/L
【解析】（1）
由题图可知，放出一半气体，即放出气体体积为30mL，所需要的时间为1min。
（2）
随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小，即反应速率：D>C>B>A。
（3）
该反应的化学方程式为，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由题图可知，生成氧气的体积为60(标准状况)，则：
，所以。
16．(1) A
(2) 2
【详解】（1）①由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，则反应的化学方程式为；反应开始至2min时的平均反应速率为：=；
②A．当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等但不为0，此时反应没有停止，故A错误；
B．达到平衡状态时，正逆反应速率相等，达到反应的限度，故B正确；
C．达到平衡状态时，物质消耗的反应速率等于生成的反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，故C正确；
D．化学反应速率是研究达到平衡所需要的时间，化学平衡理论才可以指导怎样提高原料的转化率，从而在一定时间内快出产品，故D正确；
E．使用有限原料多出产品，也就是提高原料转化率，这是化学平衡所研究的问题，故E正确；
故选A。
（2）5min末反应达到平衡状态，此时已生成2molC，若测知以D浓度变化来表示的反应平均速率为0.2mol/(L min)，则平衡时生成2L5min=2mol物质D，由转化量之比等于化学计量数之比可知，x=2，则列出“三段式”为：
①B的转化率为=20%；
②平衡时压强与初始时压强之比===；
③该温度下此反应的平衡常数K=。
17．(1)3NO2+H2O=NO+2HNO3
(2)6.72
(3)B
【解析】（1）
NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=NO+2HNO3。
（2）
二氧化氮中氮元素化合价由+4价降低到0价，当有6molNO2参与反应时，转移24mol电子，因此当转移1.2 mol电子时，消耗0.3molNO2，标准状况下的体积为0.3mol22.4L/mol=6.72L。
（3）
A．该反应为反应前后气体分子数不变的反应，体系压强保持不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．二氧化氮为红棕色气体，混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮浓度不变，其他气体浓度也不变，反应达到平衡状态，B正确；
C．初始加入NO2与SO2，生成1molNO的同时也会生成1molSO3，任何时刻SO3和NO的体积比均为1:1，SO3和NO的体积比保持不变，不能说明反应达到平衡状态，C错误；
D．任何时刻，每消耗1 mol SO3的同时都会生成1 mol NO2，不能说明反应达到平衡状态，D错误；
答案选B。
18．(1)2I-＋2H＋＋O3 =I2+ O2+H2O
(2) 1×10-4 mol·L-1·min-1 OH- bac
(3) 负极 PbSO4+2Li++2e-=Li2SO4+Pb 6.0
【解析】（1）
将所给的三个反应相加，即①+②+③可得总反应: 2I-＋2H＋＋O3 =I2+ O2+H2O；
（2）
①在30 ℃、pH=4.0条件下，；
②pH增大，则OH-浓度增大，pH增大能加速O3分解，表示对O3分解起催化作用的是OH-；
③由表中数据可知，40℃、pH=3.0时，所需时间在31~ 158min之间；10℃、pH=4.0时，所需时间大于231min；30℃、pH=7.0时，所需时间小于15min，则分解速率依次增大的顺序为b、a、c；
（3）
①放电过程中阴离子向负极移动；
②正极上硫酸铅得电子生成铅单质，电极反应式为PbSO4+2Li++2e-=Li2SO4+Pb；
③负极发生氧化反应，电极反应式为Ca+2Cl--2e- =CaCl2，可知每转移0.3mol理论上会消耗0.15molCa，则。