第六章 化学反应与能量 单元复习卷（含解析） 2023-2024学年高一化学下册人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 单元复习卷
一、选择题
1．影响化学反应速率的因素很多，下列措施一定能提高反应速率的是（　　）
A．改变反应物用量 B．减小压强
C．降低温度 D．升高温度
2．下列关于氧化还原反应的说法错误的是（　　）
①NaH+H2O=NaOH+H2↑的反应中NaH是还原剂，H2O是氧化剂
②反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中氧化剂、还原剂的物质的量比为2：1
③3Cu+8H++2 =3Cu2++2NO↑+4H2O的反应中硝酸只起还原作用
④2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑的反应中Al是还原剂，H2是还原产物
⑤5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O的反应中，氧化产物和还原产物物质的量比为3：5
A．①②③④⑤ B．②④⑤ C．①②③⑤ D．②③⑤
3．下列装置中，能形成原电池的是（　　）
A． B．
C． D．
4．做好日常防护，抗击“新冠”疫情。防范疫情的下列做法中，与调控化学反应速率有关的是（　　）
A．低温保存疫苗 B．佩戴医用口罩
C．经常开窗通风 D．使用洗手液洗手
5．生产氮化硅陶瓷反应为：，有关该反应说法正确的是（　　）
A．是氧化剂 B．是还原剂
C．发生还原反应 D．被还原
6．已知常温下，在溶液中发生如下反应：①②③，由此推断下列说法正确的是（　　）
A．还原性： B．X元素在反应③中被还原
C．反应可以进行 D．氧化性：
7．向四个体积相同的密闭容器中分别充一入定量的SO2和O2，开始反应时，反应速率最大的是（　　）
序号 温度 n(SO2) n(O2) 催化剂
A 500℃ 10mol 5mol 无
B 500℃ 10mol 5mol V2O5
C 450℃ 8mol 5mol 无
D 500℃ 8mol 5mol 无
A．A B．B C．C D．D
8．如图表示某个化学反应过程的能量变化。该图表明（　　）
A．催化剂可以改变该反应的热效应
B．该反应是个放热反应
C．反应物总能量低于生成物
D．化学反应遵循质量守恒定律
9．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）
A．3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3 B．Cl2+FeI2=FeCl2+I2
C．Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O D．2Fe3++2I-=2Fe2++I2
10．在酸性条件下，黄铁矿( FeS2)催化氧化的反应方程式为2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO42-+4H+，实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是（　　）
A．反应I的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+= 4Fe3++4NO+2H2O
B．反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+
C．反应Ⅲ是氧化还原反应
D．黄铁矿催化氧化中NO作催化剂
11．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是（　　）
A．a极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为FeO x＋2xe－ Fe＋xO2－
C．若有22.4 L（标准状况）空气参与反应，则电路中有4 mol e－转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g) ＋Fe FeOx＋xH2
12．某种浓差电池的装置如下图所示，碱液室中加入电石渣浆液[主要成分为Ca(OH)2]，酸液室通入CO2(以NaCl为支持电解质)，产生电能的同时可生产纯碱等物质。下列叙述错误的是（　　）
A．电子由M极经外电路流向N极
B．N电极区的电极反应式为2H++2e－=H2↑
C．在碱液室可以生成 NaHCO3、Na2CO3
D．放电一段时间后，酸液室溶液pH增大
二、非选择题
13．原电池是化学对人类的一项重大贡献。下图是由纯的铝棒、铜棒和100
mL稀硫酸组成的原电池。回答下列问题：
（1）断开开关k，观察到的现象是　 　，反应的化学方程式是　 　。
（2）连接k，观察到的现象是　 　，电池的负极是　 　，正极反应为　 　。
（3）连接k，将烧杯中的稀硫酸改为浓硝酸。观察到的现象是　 　，电池的正极反应为　 　。
（4）依据原电池原理，利用反应 设计一个原电池：　 　。
（5）当(2)中产生1.12 L(标准状况)气体时，迅速将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H+)=0.1 mol/L。则原稀硫酸的物质的量浓度为　 　。(设反应前后溶液体积不变)
14．某学生在家中设计水果电池时发现∶把片和片用导线连接后平行插入新鲜西红柿中，再在导线中接一个LED灯，此时LED灯能够发光，装置如图所示。根据题意请回答下列问题：
（1）西红柿电池中，正极发生　 　(填"氧化反应"或"还原反应")，电子移动的路径为　 　。
（2）负极为　 　(填化学式)电极，该电极的电极反应式为　 　。
（3）若将片换片Zn片，则此时负极为　 　(填化学式)电极，该电极的电极反应式为　 　。
15．人类使用能源经历了三个时期。
（1）Ⅰ. 柴草时期
从能量转化的角度看，木材燃烧时化学能主要转化成　 　能和光能。
（2）Ⅱ. 化石能源时期
天然气的主要成分是甲烷，甲烷的化学式为，其结构式为　 　。
（3）某化合物分子的球棍模型如图所示，据此写出该物质的结构式　 　。
（4）Ⅲ. 多能源结构时期
基于环保理念，海南省将逐步减少传统燃油汽车的使用，燃料电池汽车将有更广阔的发展前景。如图所示为氢氧燃料电池的示意图，其基本工作原理与铜锌原电池的相同。根据图中电子流动方向判断，A电极是　 　(填“正极”或“负极”)；氢氧燃料电池的优点是　 　(写一条即可)。
16．已知有如图所示转化关系(反应条件略)。已知：①X、Y、Z、W均为氧化物，M为单质。常温下，X是红棕色气体；Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色。②相对分子质量：甲<乙。③将甲的浓溶液露置在空气中一段时间，质量减小浓度降低；将乙的浓溶液露置在空气中一段时间，质量增加浓度降低。请完成下列空白：
（1）Z是(写分子式)：　 　。
（2）将甲的浓溶液露置在空气中一段时间，质量减小浓度降低，说明甲有　 　性，甲的浓溶液盛放在棕色试剂瓶中，其原因是　 　(用化学方程式表示)。
（3）在X与Z的反应中，被氧化的X与被还原的X的物质的量之比是　 　。
（4）欲除去Y中混有的W，下列试剂可供选用的是___________。
A．品红溶液 B．酸性高锰酸钾溶液
C．氢氧化钠溶液 D．饱和溶液
（5）工业上运输甲、乙两种浓溶液可选用　 　(金属名称)金属材料的运输罐，所选用的金属能做运输罐的理由是　 　。
（6）写出M与乙的浓溶液在加热条件下反应的化学方程式：　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．增大反应物浓度，反应速率加快，若反应物为纯固体或纯液体，改变其用量，反应速率不变，故A不选；
B．对气体参加的反应，减小压强，反应速率减小，而对无气体参加的反应，减小压强反应速率不变，故B不选；
C．降低温度，反应速率一定减小，故C不选；
D．升高温度，反应速率一定加快，故D选；
故答案为：D。
【分析】一般增大浓度、增大压强、升高温度，反应的反应速率增大
2．【答案】D
【解析】【解答】②氧化剂和还原剂都为NO2，得电子生成NO的NO2为氧化剂反应方程式标1，而失电子生成HNO3的NO2为还原剂，方程式标2，则氧化剂和还原剂的用量比为1：2；
③硝酸夺电子生成一氧化氮，是氧化剂；
⑤该反应中氧化剂和还原剂都为 NH4NO3 ，氧化和还原产物都为N2，其中NH4+生成的是氧化产物，而NO3-生成的是还原产物，根据方程式可以得到氧化产物：还原产物=5：3
故答案为：
【分析】②氧化剂和还原剂物质量之比是1：2；③硝酸起氧化作用；⑤氧化产物和还原产物为5：3
3．【答案】C
【解析】【解答】A、两电极没有形成闭合回路，无法形成原电池，A不符合题意；
B、不存在两个活性不同的电极，无法形成原电池，B不符合题意；
C、满足原电池的形成条件，可形成原电池，C符合题意；
D、不存在电解质溶液，无法形成原电池，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对原电池装置的考查，形成原电池必须满足以下条件：①存在自发进行的氧化还原反应；②形成闭合回路；③有两个活性不同的电极；④存在电解质溶液。
4．【答案】A
【解析】【解答】蛋白质遇高温变性，故疫苗要低温保藏，以防止蛋白质变性，即降低温度反应速率减慢，
故答案为：A。
【分析】影响反应速率的因素主要有温度、压强、浓度、催化剂等，据此解答。
5．【答案】C
【解析】【解答】根据方程式，N2化合价由0降低到-3价，H2化合价由0升高到+1价，Si和Cl的化合价没有改变。N元素化合价降低，被还原，发生还原反应，作氧化剂剂；H化合价升高被氧化，发生氧化还原，作还原剂。
A.SICl4化合价没有发生改变，不是氧化剂，A错误；
B.N2化合价降低，是氧化剂，不是还原剂，B错误；
C.N2化合价降低，被还原，发生还原反应，说法正确，C是正确答案；
D.H2化合价升高，被氧化，不是被还原，D错误；
故答案为：C
【分析】在氧化还原反应中，反应原理如图，概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．根据反应②还原剂的还原性大于还原产物的还原性：，故A不符合题意；
B．X元素在反应③化合价升高，被氧化，故B不符合题意；
C．根据三个反应得到氧化性强弱为，假设反应可以进行，则得出氧化性：，与题中得出的信息违背，故C不符合题意；
D．根据C选项分析得到氧化性：，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
B．元素在反应化合价降低，被还原；
C．符合“强制弱”的反应可进行；
D．根根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
7．【答案】B
【解析】【解答】由温度可知，C中反应速率最慢；A、B、D的温度相同，浓度不同，A、B 的浓度相等，浓度大于D，速率都大于D，A、B中B使用催化剂，催化剂加快反应速率，则B的反应速率最快，
故答案为：B。
【分析】根据外界条件对反应速率的影响，用控制变量法判断反应速率相对大小，据此分析。
8．【答案】B
【解析】【解答】A. 由图可知，加入催化剂能降低反应的活化能，但反应热不变，A项不符合题意；
B. 由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，故为放热反应，B项符合题意；
C. 由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，C项不符合题意；
D. 化学反应一定遵循质量守恒定律，但是根据题目要求，图示不能说明质量守恒，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】依据化学反应一定遵循质量守恒定律以及反应物总能量和生成物总能量的大小分析反应热量变化分析解答。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．根据反应：3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3，得出氧化性是：Cl2＞FeCl3，但是氧化性是FeCl3＞I2，还原性是碘离子强于亚铁离子，碘离子会先被氯气氧化，和题意不相符合，不可能发生，故A符合题意；
B．因为氧化性FeCl3＞I2，所以氯气先氧化碘离子后氧化铁离子，故B不符合题意；
C．根据反应：Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O，得出氧化性是：Co2O3＞Cl2，和题意相符合，反应可能发生，故C不符合题意；
D．因为氧化性FeCl3＞I2，所以2Fe3++2I-=2Fe2++I2能发生，故D不符合题意。
答案选A。
【分析】根据化学方程式，只要根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性得出的结果符合题干已知条件的，说明反应成立。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．根据图示，反应I的反应物为Fe(NO)2+和O2，生成物是Fe3+和NO，结合总反应方程式，反应的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+= 4Fe3++4NO+2H2O，故A不符合题意；
B．根据图示，反应Ⅱ的反应物是Fe3+和FeS2，生成物是Fe2+和SO42-，反应中铁元素的化合价降低，氧化剂是Fe3+，故B不符合题意；
C．根据图示，反应Ⅲ的反应物是Fe2+和NO，生成物是Fe(NO)2+，没有元素的化合价发生变化，不是氧化还原反应，故C符合题意；
D．根据2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO42-+4H+，反应过程中NO参与反应，最后还变成NO，NO作催化剂，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据反应物和生成物即可写出离子方程式
B.根据反应物中元素化合价变化判断
C.根据反应III的元素是否变化
D.根据催化剂的定义即可判断
11．【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知，a电极发生还原反应，A不符合题意；
B.由分析可知，正极的电极反应式为O2＋4e－=2O2－，B不符合题意；
C.标准状态下， 22.4L空气的物质的量为1mol，其中所含O2的物质的量为0.2mol，0.2molO2完全反应，转移电子数为0.2mol×4×NA=0.8NA，C不符合题意；
D.由分析可知，铁表面发生反应：Fe＋xH2O(g)=FeOx＋xH2，D符合题意；
故答案为：D
【分析】由图可知，该装置中a电极中空气中的O2发生得电子的还原反应，为正极，其电极反应式为O2＋4e－=2O2－；同时Fe与H2O反应生成FeOx和H2，H2在b电极发生失电子的氧化反应，为负极，其电极反应式为2H2－4e－＋2O2－=2H2O；据此结合选项进进行分析。
12．【答案】C
【解析】【解答】A.电极M为电池的负极，电子由M极经外电路流向N极，故A项不符合题意；
B.酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，N电极区的电极反应式为2H++2e－=H2↑，故B项不符合题意；
C.酸液室与碱液室之间为阴离子交换膜，钠离子不能进入碱液室，应在酸液室得到NaHCO3、Na2CO3，故C项符合题意；
D.放电一段时间后，酸液室氢离子被消耗，最终得到NaHCO3、Na2CO3，溶液pH增大，故D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氢气在电极M表面失电子得到氢离子，为电池的负极，碱液室中的氢氧根离子透过阴离子交换膜，中和正电荷。酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，电极N为电池的正极。同时，酸液室中的氯离子透过阴离子交换膜进入碱液室，补充负电荷，据此分析；
13．【答案】（1）铝棒上产生无色无味的气泡；2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
（2）铜棒上产生大量无色无味的气体；铝棒；2H++2e-=H2↑
（3）铝棒上产生大量红棕色气体，溶液呈蓝色；
（4）把导线连接的碳棒和铜棒插入一定浓度的氯化铁溶液中，即组成原电池
（5）1 mol/L
【解析】【解答】(1)由于金属活动性：Al＞Cu＞H，所以断开开关k，Al与硫酸发生反应：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，而Cu不能发生反应，因此观察到Al棒上有气泡产生，Cu棒上有气泡产生；
(2)当连接k后，Al、Cu、H2SO4构成原电池，Al为负极，Al失去电子变为Al3+进入溶液，负极的电极反应式为：Al-3e-=Al3+；Cu为正极，在正极上H+得到电子变为H2逸出，正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，因此看到铜棒上产生大量无色无味的气体；
(3)当连接k后，若将稀硫酸改为浓硝酸，由于浓硝酸具有强氧化性，会将Al表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步反应，而Cu与浓硝酸发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，Cu为负极，负极的电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；Al为正极，在正极上 得到电子发生还原反应： +e-+2H+=NO2↑+H2O，因此会看到正极铝棒上有大量红棕色的气体产生，同时溶液变为蓝色；
(4)根据反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知：Cu失去电子，发生氧化反应，为原电池的负极；碳棒为正极，正极上Fe3+得到电子被还原为Fe2+，所以碳棒为正极，故若将该反应设计为原电池，要把导线连接的碳棒和铜棒插入一定浓度的氯化铁溶液中，即组成原电池；
(5)n(H2)= ，则反应消耗H2SO4的物质的量n(H2SO4)=n(H2)=0.05 mol；再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H+)=0.1 mol/L，则剩余H2SO4的物质的量是n(H2SO4)剩= ×0.1 mol/L×1 L=0.05 mol，则原硫酸的物质的量为n(H2SO4)总=0.05 mol+0.05 mol=0.1 mol，溶液的体积是100 mL，故该硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)= =1 mol/L。
【分析】（1）断开开关，铝的活泼性强于铜，因此铝与硫酸反应有气泡
（2）连接K后，形成原电池，铝做的是负极，铜做的是正极，在铜表面有气泡冒出，氢离子在铜极得到电子变为氢气
（3）改为硝酸后，铝被钝化，因此铝做正极，铜做负极，失去电子变为铜离子，正极是硝酸根得到电子变为红棕色二氧化氮
（4）失去电子的是铜，铜做负极，石墨电极做正极，电解质是氯化铁溶液
（5）根据物料守恒即可判断，总的氢离子物质的量=气体中氢原子的物质的量+剩余氢离子的物质跌量即可计算出原硫酸的物质的量浓度
14．【答案】（1）还原反应；由片流出经LED灯流向片
（2）；
（3）；
【解析】【解答】(1)根据该原电池装置铁做负极，失去电子，发生氧化反应，铜为正极，发生还原反应，电子由片流出经LED灯流向片，故答案为：还原反应、由片流出经LED灯流向片
(2) 根据该原电池装置铁做负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：，故答案为：
(3) 若将片换片Zn片，Zn比活泼，Zn做负极，失去电子发生氧化反应，为正极，电极反应为：，故答案为：
【分析】(1)根据该原电池装置活动性强的金属作做负极，失去电子，发生氧化反应，活动性弱的金属为正极，发生还原反应，电子由负极沿导线流向正极；
(2) 根据该原电池中负极失去电子，发生氧化反应；
(3) 根据该原电池装置活动性强的金属作做负极，失去电子，发生氧化反应，活动性弱的金属为正极，发生还原反应分析。
15．【答案】（1）热
（2）
（3）
（4）负极；无污染、原料来源广泛、可以持续产生稳定的电流等
【解析】【解答】（1）木材燃烧时将化学能转化为热能和光能，故答案为：热；
（2）甲烷分子中含有4个C-H键，则其结构式为 ，故答案为： ；
（3）根据该物质的球棍模型可知，其结构式为 ，故答案为： ；
（4）原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，则A电极为负极；氢氧燃料的电池的产物为水，无污染、原料来源广泛、可以持续产生稳定的电流等，故答案为：负极；无污染、原料来源广泛、可以持续产生稳定的电流等。
【分析】（1）木材燃烧将化学能转化为热能和光能；
（2）甲烷为正四面体结构；
（3）该物质为乙醇；
（4）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
16．【答案】（1）H2O
（2）挥发；4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O
（3）2∶1
（4）B；D
（5）铁(或铝)；常温下Fe(Al) 遇浓硫酸、浓硝酸钝化
（6）C+2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
【解析】【解答】由分析可知，甲溶液为浓硝酸，乙溶液为浓硫酸，单质M为C。X为NO2、Y为CO2、Z为H2O、W为SO2。
（1）Z的分子式为H2O。
（2）甲溶液浓硝酸溶液，浓硝酸具有挥发性，放置在空气中一段时间后，溶液的质量减小，浓度降低。浓硝酸保存在棕色试剂瓶内，主要是为了避免光照条件下HNO3发生分解，该反应的化学方程式为：4HNO3(浓)=4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
（3）NO2与H2O反应的化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO该反应中被氧化的NO2分子数为2，被还原的NO2分子数为1，因此被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比为2：1。
（4）A、品红溶液用于检验SO2，不能用于除去SO2，A不符合题意；
B、SO2能与酸性KMnO4溶液反应，但CO2不能，因此可用酸性KMnO4溶液除去CO2中混有的SO2，B符合题意；
C、CO2、SO2都能与NaOH溶液反应，因此不能用NaOH溶液除去CO2中混有的SO2，C不符合题意；
D、CO2不溶于饱和NaHCO3溶液，但SO2可以与NaHCO3反应，因此可用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的SO2，D符合题意；
故答案为：BD
（5）浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，常温下，能使铁、铝钝化，因此工业上运输浓硫酸、浓硝酸时可用铁制（或铝制）运输罐。
（6）C与浓硫酸在加热条件下反应，生成CO2、SO2和H2O，该反应的化学方程式为：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
【分析】X为红棕色气体，因此X为NO2；Y能使澄清石灰水变浑浊，但不能使品红溶液褪色，因此Y为CO2。所以单质M为C，甲溶液为浓HNO3溶液。C与浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O，因此Z为H2O。乙溶液放置在空气中一段时间后质量增加但浓度降低，且能与单质M反应生成CO2和H2O，因此乙为浓硫酸，生成的氧化物W为SO2。
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