人教版（2019） 高中化学必修第二册 6.化学反应与能量提升练（含答案）

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6.化学反应与能量提升练-人教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．最近，科学家报道了一种新型可充电钠电池，其工作原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，X极为负极
B．充电时，Na+向Y极迁移
C．电极材料中，单位质量金属放出的电能：Na＜Li
D．放电时，Y极反应为CaFeO3+Na++e-=CaFeO2.5+0.5Na2O
2．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下，下列说法错误的是（ ）
实验 序号 实验温度T/K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间t/s
KMnO4溶液（含硫酸） H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 293 4 0.02 6 0.1 0 6
B 293 4 0.02 4 0.1 V1 8
C T1 4 0.02 6 0.1 0 5
A．时间t的意义是，从溶液混合到颜色褪去的时间
B．实验C中
C．实验A和B是探究浓度对反应速率的影响，则
D．实验A和C是探究温度对反应速率的影响，则
3．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。将变黑的银质器皿放入下图装置，一段时间后黑色会褪去。下列说法正确的是（ ）
A．铝片为负极，盐桥中阳离子进入a烧杯中
B．银器的电极反应式为：Ag2S＋2e-=2Ag＋S2-
C．银器黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
D．当外电路中流过0.02 mol电子时银器增重2.16 g
4．一定温度下，溶液发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如表：
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A．6～10min的平均反应速率：v（H2O2）= 3.3×10-2mol/（L min）
B．反应到6min时，
C．反应到6min时，H2O2分解了60%
D．0～6min的平均反应速率：
5．在有催化剂加热的恒容密闭容器中进行反应：。下列叙述正确的是
A．平衡时，的浓度保持不变
B．平衡时，的转化率等于100%
C．的消耗速率和的生成速率相等时，该反应达到平衡
D．达到平衡时，体系中一定存在：
6．2022年的北京冬奥会向全世界展示了中国技术和中国力量，所用石墨烯复合材料、二氧化碳跨临界直冷制冰、碳纤维火炬外壳、氢能源客车等都令国人倍感骄傲与自豪。下列有关说法错误的是
A．石墨烯与碳的其它单质互为同素异形体
B．二氧化碳分子间因存在氢键而易凝华为“冰”
C．碳纤维不是纤维素，它属于无机非金属材料
D．氢能客车中使用的电池是将化学能转化为电能
7．断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：H—H 键 436 kJ/mol，F—F 键 153 kJ/mol，气态 H—F 键 565 kJ/mol。 下列说法正确的是（ ）
A．H2 与 F2 反应是吸热反应
B．2 L HF 气体分解成 1 L H2 和 1 L F2 吸收 541 kJ 的能量
C．在相同条件下，1 mol H2 和 1 mol F2 的能量总和大于 2 mol HF 气体的能量
D．1 mol H2 和 1 mol F2 反应生成 2 mol 液态 HF 放出的能量小于 541 kJ
8．下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A．同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H不相同
B．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H=-akJ/mol；2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-bkJ/mol，则b＜a
C．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) H＞0，则金刚石比石墨稳定
D．已知中和热为 H=﹣57.3kJ/mol，则1mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应的反应热就是中和热
9．T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示，则下列结论正确的是
A．在t1min时，3V正（B)=2V逆（C)
B．（t1+10）min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C．T℃时，在相同容器中，若由0．3mol·L—1 A、0.1 mol·L—1 B和0.4 mol·L—1 C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L—1
D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大
10．CO2和 CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要意义，其反应历程示意图如图：
下列说法正确的是
A．合成气的主要成分为 CO B．①→②过程可表示为 CO2+NiC=2CO+Ni
C．①→②过程吸收能量 D．Ni在该反应中是中间产物
二、填空题
11．中国科学院长春应用化学研究所在甲醇(CH3OH)燃料电池方而获得新突破，研制出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示：
(1)该电池工作时，b处通入的物质为 ，c 通入 的物质为 。
(2)该电池负极的电极反应式为 。
(3)工作一段时间后，当12.8g甲醇完全反应生成 CO2时时，有 ×6.02×1023个电子发生转移。
12．发生化学反应时，破坏化学键需要 能量，形成化学键需要 能量。吸收能量用E1表示，释放能量用E2表示，当E1 E2时，反应吸收能量；当E1 E2时，反应释放能量。
13．CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
(1)已知E(N-N)=akJ/mol，E(N≡N)=b kJ/mol，E(N-H)=c kJ/mol，E(H-O)=d kJ/mol，E(O=O)=e kJ/mol，则：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H= kJ·mol-1
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图1所示，则通入a气体的电极名称为 ，通入b气体的电极反应式为 。（质子交换膜只允许H+通过）
(3)在一定温度和催化剂作用下，CH4和CO2可直接生成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示，则该反应的最佳温度控制在 左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难容物），将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为 。
(4)CH4还原法是处理NOX气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOX反应转化为N2和CO2，若标准状况下8.96L CH4可处理22.4L NOX，则X值为 。
14．铅蓄电池的主要构造如图所示，它是目前使用量最大的二次电池(设工作时固体生成物附集在电极板上)。
(1)当某一电极反应式为PbO2(s)+2e-+(aq)+4H+(aq)===PbSO4(s)+2H2O(l)时，电池中的能量转化形式为 ，此时另一个电极发生的反应类型为 。
(2)充电时PbO2(s)电极应与电源的 极相连，充电时总反应方程式为 。
(3)放电生成的固体会附聚在电极表面，若工作中正极质量增重96g时，理论上电路中转移的电子数为 NA，此过程中电池消耗 molH2SO4。
15．利用原电池原理设计各类电池，以满足不同的需要。请回答下列问题：
(1)用Zn、Cu与稀盐酸设计原电池，正极的电极反应为 。
(2)用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池，负极的电极反应为 。
(3)如图为甲烷燃料电池原理示意图。
甲烷通入的一极为电源的 极(填“正”或“负”)，该电极反应式： ，电池工作时，电流经外电路从 电极流向 电极(填“a”或“b”)，当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下) L。
(4)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(1)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
电池工作时，溶液中的OH-定向迁移到 极(填“正”或“负”)，写出该电池的负极电极反应式 。
16．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
(1)铅蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应为 。
(2)溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：。若将此反应设计成原电池则负极所用的电极材料为 ，电极反应式： 。
(3)已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，b口通入的物质为 (填化学式)，该电池正极上的电极反应式为 ；当甲醇完全反应生成时，有 电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为溶液，则负极反应式为 。
17．NO2和N2O4之间发生反应：N2O42NO2，一定温度下，体积为2L的密闭容器中，各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)曲线 (填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。在0到1min中内用X表示该反应的速率是 ，该反应达最大限度时Y的转化率 。
(2)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中 v(NO2)=0.3 mol·L-1·min-1，乙中y(N2O4)=0.2 mol·L-1·min-1，则 中反应更快。
(3)下列描述能表示反应达平衡状态的是 。
A．容器中X与Y的物质的量相等
B．容器内气体的颜色不再改变
C．2v(X)=v(Y)
D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变
E．容器内气体的密度不再发生变化
(4)据报道以硼氢化合物NaBH4(H的化合价为-1价)和 H2O2作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。写出该电池放电时负极的电极反应式： 。
(5)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知：N2H4(l)+O2(g)= N2(g)+ 2H2O(l) △H = – 534 kJ·mol—1；H2O2(l)= H2O(l) + 1/2O2(g) △H =–98.6 kJ·mol—1，写出常温下，N2H4(l) 与H2O2(l)反应生成N2和H2O的热化学方程式： 。
18．现有如下两个反应：
①
②
（1）根据上述两个反应的本质，判断它们能否设计成原电池： 。
（2）如果不能，说明原因： 。
（3）如果能，则写出正、负极材料及其电极反应式。
①负极： ， 。
②正极： ， 。
19．反应过程的能量变化如图所示。已知被氧化为的。回答下列问题：
(1)图中A的大小表示通常状况下， mol和所组成混合气的 。图中 。
(2)E的值是该反应的 。已知该反应的实际过程中，发生了反应和。由此可知该反应的催化剂可以是 ，催化剂的使用可以改变图中的 值(填写“E”或“”)。
20．完成并分析下列化学原理
(1)在配制三氯化铁溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的 。
(2)把AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的主要固体产物是 。
(3)除去CuCl2溶液中少量的FeCl3，加入的试剂可以是 。
(4)amol/L(NH4)2SO4溶液pH=5，其原因是 (用相应的离子方程式说明)。
(5)有4种混合溶液，分别由等体积0.1mol/L的两种溶液混合而成：①NH4Cl与CH3COONa；②NH4Cl与HCl；③NH4Cl与NaCl；④NH4Cl与NH3·H2O(混合液呈碱性)。溶液中c(H+)由小到大的顺序为：(填混合溶液的编号) 。
(6)在做Zn与稀H2SO4反应制取H2的实验中，向溶液中滴加几滴CuSO4溶液，反应放出H2速度加快的原因是： 。
三、实验题
21．某同学在用稀硫酸与过量的锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ；
(2)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 ，
(3)下列物质的加入能减慢氢气生成速率但不影响生成氢气的体积的是___________
A．加入碳酸钠溶液 B．加入硫酸钠溶液 C．加入硝酸钠溶液 D．加入醋酸钠溶液
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将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，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
混合溶液实验 1 2 3 4 5 6
4mol·mol-1H2SO4/mL 40 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 10 0
①请完成此实验设计，其中：V6、V8分别是 ； 。
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，随着加入的CuSO4溶液增多时，生成氢气的速率会减慢理由是： 。
22．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1：KI在该反应中的作用：H2O2 + I= H2O + IO；H2O2 + IO= H2O + O2↑+ I。总反应的化学方程式是 。
(2)资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。下列判断正确的是 （填字母）。
a．加入KI后改变了反应的路径
b．加入KI后改变了总反应的能量变化
c．H2O2 + I= H2O + IO是放热反应
(3)实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。
资料3：I2也可催化H2O2的分解反应。
① 加CCl4并振荡、静置后还可观察到 ，说明有I2生成。
② 气泡明显减少的原因可能是：
ⅰ. H2O2浓度降低；
ⅱ. 。
以下对照实验说明ⅰ不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是 。
(4)资料4：I+ I I K= 640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10 mL 0.10 mol·L-1 KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：
微粒 I I I
浓度/ (mol·L-1) 2.5×10-3 a 4.0×10-3
① a = 。
② 该平衡体系中除了含有I、I和I外，一定还含有其他含碘微粒，理由是 。
23．某校化学活动社团做了如下探究实验：
实验一：测定1 mol/L的硫酸与锌粒和锌粉反应的速率，设计如下图1装置：
(1)装置图1中放有硫酸的仪器名称是 。
(2)按照图1装置实验时，限定了两次实验时间均为10 min，还需要测定的另一个数据是 。
(3)实验结束后，得到的结论是 。
(4)若将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图2，实验完毕待冷却后，该生准备读取滴定管上液面所在处的刻度数，发现滴定管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是 。
实验二：利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响。实验如下：
实验 序号 实验 温度/K KMnO4溶液 (含硫酸) H2C2O4溶液 H2O 溶液颜色褪至无色时 所需时间/s
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 293 2 0.02 5 0.1 3 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 5 t2
(1)写出相应反应的离子方程式 。
(2)通过实验A、B可探究 (填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1= T1= ；通过实验 可探究温度变化对化学反应速率的影响。
(3)若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是 ；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= 。
(4)实验中发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是 ，相应的粒子最有可能是 。
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．D
5．A
6．B
7．C
8．B
9．C
10．B
11． CH3OH O2 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 2.4
12． 吸收 释放 大于 小于
13．(1)(a+4c+e-b-4d)
(2) 负极 O2+4e-+4H+=2H2O
(3) 250℃ 3CuAlO2+16H++NO=NO↑+3Al3++3Cu2++8H2O
(4)1.6
14． 化学能转化为电能 氧化反应 正 2PbSO4(s)+2H2O(l)PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 3 3
15．(1)2H++2e-=H2↑
(2)Fe-2e-=Fe2+
(3) 负 CH4-8e-+10OH-=+7H2O b a 11.2
(4) 负 Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)
16． 1.2
17． Y 0.1mol·L-1·min-1 60% 乙 BD BH- 8e-+ 8OH-= BO+ 6H2O N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(l) △H=-731.2 kJ /mol
18． ①不能，②能 ①不是氧化还原反应，反应过程中没有发生电子的转移 铜 石墨（合理即可）
19． 2 能量 -196 活化能 E
20． 稀盐酸 Al2O3 氧化铜(氢氧化铜或碳酸铜或碱式碳酸铜) +H2ONH3·H2O+H+ ④＜①＜③＜② 形成锌—铜—稀硫酸原电池，加快反应速率
21．(1)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率
(2) 升高反应温度 适当增加硫酸的浓度
(3)BD
(4) 10 19.5 当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积
22． 2H2O2 = 2H2O+O2↑ a 下层溶液呈紫红色 在水溶液中I2的浓度降低 B试管中产生气泡速率没有明显减小 2.5×10-3 2c(I2) + c(I -) + 3c(I3-)＜0.033 mol·L-1
23． 分液漏斗 收集到气体的体积 其它条件相同时，锌粉比锌粒反应的速率快 待气体恢复至室温后，调节滴定管的高度使得两侧液面相平 5H2C2O4+2MnO4-+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O 浓度 5×10-4 mol/(L·s) 293 B、C 其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大(或其他条件相同时，升高温度，反应速率增大) 0.000 5 mol·L-1·s-1 催化作用 Mn2+
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