第六章 化学反应与能量 章末检测试卷 （含解析）2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
第六章章末检测试卷
(分值：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·吉林四平高一段考)下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)
A.CaO+H2O===Ca可放出大量热，可利用该反应设计成原电池，把化学能转化为电能
B.任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.燃料电池是将燃料燃烧释放的热能转化为电能的装置
D.等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫蒸气放出的热量多
2.(2023·南昌高一检测)下列事实或做法与化学反应速率无关的是(　　)
A.将食物存放在温度低的地方
B.用铁触媒作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧
D.加热金属钠制备过氧化钠
3.化学反应速率和化学反应限度是化工生产研究的主要问题之一，下列对化学反应速率和反应限度的认识错误的是(　　)
A.使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率
B.对于放热反应，升高温度，其反应速率减小
C.任何可逆反应都有一定的限度，且限度是可以改变的
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂等
4.(2024·四川雅安高一月考)化学反应伴随着能量的变化，下列实验过程的能量变化相同的是(　　)
A.①②　B.③④　C.②③　D.②④
5.(2024·北京顺义月考)某化学兴趣小组，使用相同的铜片和锌片为电极，探究水果电池水果的种类和电极间距离对电流的影响(实验装置如图)，实验所得数据如下：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA
Ⅰ 番茄 1 98.7
Ⅱ 番茄 2 72.5
Ⅲ 苹果 2 27.2
电池工作时，下列说法不正确的是(　　)
A.负极的电极反应为Zn-2e-===Zn2+
B.电子从锌片经水果流向铜片
C.水果种类和电极间距离对电流数值的大小均有影响
D.若用石墨电极代替铜片进行实验，电流数值会发生变化
6.(2023·石家庄高一期末)对于在恒容密闭容器中进行的反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，下列说法错误的是(　　)
A.其他条件不变，充入少量He，则反应速率增大
B.若v正(CO)=v逆(H2O)，则反应达到平衡状态
C.其他条件不变，增加C(s)的质量，反应速率不变
D.若混合气体的平均相对分子质量不再改变，则反应达到平衡状态
7.(2023·大理白族自治州民族中学高一期中)已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(　　)
A.该反应有可能是放热反应
B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量
C.1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJ
D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
8.(2024·河北沧州高一段考)某同学设计了如下实验来探究化学反应的限度：
ⅰ.取3 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液，振荡；
ⅱ.用滴管取适量反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1~2滴淀粉溶液，观察到溶液变蓝；
ⅲ.用滴管取适量步骤ⅰ反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1~2滴15%KSCN溶液，观察到溶液变红。下列说法错误的是(　　)
A.步骤ⅰ中，反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2
B.步骤ⅱ中现象说明KI和FeCl3的反应存在限度
C.KSCN是含有共价键的离子化合物
D.往步骤ⅰ中反应后的溶液中加入2 mL苯，液体会分层且上层溶液呈紫红色
9.(2024·长沙高一期中)一种原电池的简易装置如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.银是正极，溶液中的阴离子向银电极移动
B.该装置工作时，电子的移动方向为铁电极→硫酸铜溶液→银电极
C.铁是负极，电极反应式为Fe-3e- ===Fe3+
D.理论上，当正极质量增加6.4 g时，外电路转移电子数目为0.2NA
10.(2024·西安高一期中)某小组利用图1装置探究X和Y的反应。
下列叙述正确的是(　　)
A.若X为NaHCO3，Y为盐酸，导管形成一段液柱，则能量变化如图2
B.若X为Na2O2，Y为水，烧杯中产生气泡，则能量变化如图2
C.若X为铜铁合金，Y为稀硫酸，烧杯中产生气泡，则X和Y的反应是吸热反应
D.若X为铝粉，Y为NaOH溶液，烧杯中产生气泡，则该反应的反应物断键吸收的能量高于生成物成键释放的能量
11.N2O5在CCl4中的分解反应为2N2O5(CCl4) ―→2N2O4(CCl4)+O2(g)，N2O5和分解产物N2O4均能溶解在CCl4中。不同时刻测得氧气体积和N2O5浓度变化如表所示。下列说法不正确的是(　　)
t/s 0 300 600 900 1 200 1 800 2 400
V(O2)/mL 0.00 1.15 2.18 3.11 3.95 5.36 6.50
c(N2O5)/(mol·L-1) 0.200 0.180 0.161 0.144 a 0.104 0.084
A.用该反应研究化学反应速率的原因之一是生成的O2不溶于CCl4，便于收集测定体积
B.0~1 200 s内，若v(N2O4)=5.83×10-5 mol·L-1·s-1，则a≈0.130
C.用N2O5表示的600~900 s的平均反应速率小于1 800~2 400 s的平均反应速率
D.0~1 200 s，随着N2O5浓度的减小，单位时间O2体积的增加量减小
12.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是(　　)
A.2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1 mol Cu2O与2 mol Ag具有的总能量
B.Ag2O/Ag电极为正极
C.原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O
D.电池工作时，OH-向Ag2O/Ag极移动
13.(2024·江苏徐州高一期中)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图的坐标曲线来表示，下列推论错误的是(　　)
A.t由0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液
B.t由b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
C.t=c时反应处于平衡状态
D.t>c产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c降低
14.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6+18OH--14e-===2C+12H2O，2H2O+O2+4e-===4OH-。有关此电池的推断正确的是(　　)
A.电池工作过程中，正极区的pH逐渐减小
B.正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2
C.通入乙烷的电极为正极
D.电解质溶液中的OH-向正极移动
15.流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu+PbO2+2H2SO4===CuSO4+PbSO4+2H2O。下列说法正确的是(　　)
A.b为负极，a为正极
B.该电池工作时，内电路中电子由电极a流向电极b
C.b极的电极反应式为PbO2+4H++4e-===Pb2++2H2O
D.调节电解质溶液的方法是补充H2SO4
16.某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2+O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是(　　)
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L-1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L-1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B.曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C.N2O5的浓度越大，反应速率越快
D.O2的浓度越大，反应速率越快
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
17.(14分)(2024·合肥高一期中)研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。
(1)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是　　　　(填序号)。
①酸碱中和反应　②碳酸钙分解　③金属钠与水反应　④酒精燃烧　⑤灼热的碳与二氧化碳反应
⑥Ba·8H2O与NH4Cl反应
(2)H2+Cl2===2HCl的反应过程如图所示：
若1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)充分反应，该反应为　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)利用反应Fe+Cu2+===Cu+Fe2+设计一个原电池(正极材料用碳棒)。
①电池的负极材料是　　　　，负极电极反应式为　　　　　　　　 ，电解质溶液是　　　　　　。
②正极上出现的现象是　　　　　　　　　　。
③若导线上转移1 mol电子时，则电解质溶液改变的质量为　　　　g。
18.(14分)(2024·广西南宁高一期中)电化学原理在电池制造、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)微型纽扣银锌电池(如图)在生活中有广泛应用，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电极反应分别为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。
Ag2O是电池的　　　　极，电池的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　。在使用过程中，电解质溶液的pH　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)燃料电池必须从电池外部不断地向电池提供燃料。如甲烷 空气燃料电池，工作原理如图甲。a、b均为惰性电极。a为　　　　极，正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。当通入4.48 L(标准状况下)甲烷气体完全反应时，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为　　　　。
(3)以图乙所示装置可以模拟工业生产硫酸，写出该装置负极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　，若此过程中转移了0.2 mol电子，则理论上质子膜两侧电解液的质量变化差[Δm左-Δm右]为　　　　g(忽略气体的溶解)。
19.(12分)(2024·武汉高一期中)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)1 min到3 min内，以CO表示的平均反应速率v(CO)=　　　　 mol·L·min-1。
(2)改变下列条件对反应速率无影响的是　　　　 (填字母，下同)。
A.升高温度
B.加入合适的催化剂
C.保持压强不变，充入氩气
D.保持体积不变，充入氩气
(3)下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　。
A.混合气体的密度不随时间的变化而变化
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗2 mol H2的同时生成1 mol CH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(4)平衡时H2的转化率为　　　　，平衡时压强与起始时压强之比为　　　　。
(5)已知断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1 944 kJ，则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收　　　　kJ的能量。
20.(12分)(2024·河北保定高一段考)某实验小组用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，反应的离子方程式为5H2C2O4+2+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。他们通过测定单位时间内生成CO2的体积，探究某种影响化学反应速率的因素，设计方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)酸性KMnO4溶液中所加的酸应是　　　　(填字母)。
A.硫酸 B.盐酸
C.硝酸 D.以上三种酸都可
(2)该实验探究的是　　　　对化学反应速率的影响。
(3)实验停止前，相同时间内针筒中所得CO2体积较大是　　　　(填实验序号)。
(4)若实验①在2 min末收集到(V-20)mL的CO2，则这段时间内的平均反应速率可表示为v=　　　　mL·min-1。
(5)若实验②在t min收集了2.24 mL CO2(标准状况)，则t min末的物质的量浓度为　　　　mol·L-1。
(6)该小组同学发现反应速率总是如图，其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是：①　　　　　　，②　　　　　　　　。
答案精析
1.D　2.D
3.B　[使用催化剂是为了增大反应速率，提高单位时间内产物产率，提高生产效率，故A正确；任何可逆反应都有一定的限度，当外界条件改变时，限度是可以改变的，故C正确；影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂等条件，故D正确。]
4.D　5.B
6.A　[恒容条件下，充入少量He，各物质的浓度不变，反应速率不变，A错误；v正(CO)=v逆(H2O)，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；其他条件不变，增加C(s)的质量不能改变其浓度，故反应速率不变，C正确；该反应中C(s)是固体，平衡建立过程中，气体总质量和总物质的量不断变化，混合气体的平均相对分子质量不断变化，当其不变时，该反应达到平衡状态，D正确。]
7.C　[由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，该反应为吸热反应，A、D项错误；断裂化学键吸收能量，根据图示可知断裂1 mol A—A和1 mol B—B吸收a kJ能量，B项错误；该反应为吸热反应，1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJ，C项正确。]
8.B　[3 mL 0.1 mol·L-1KI溶液和10滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液混合，I-过量，若不是可逆反应，Fe3+全部转化为Fe2+，则溶液中无Fe3+，实验ⅲ现象说明Fe3+部分转化为Fe2+，则该反应存在限度，步骤ⅱ中现象说明有碘单质生成，故选B。]
9.D　[银是正极，溶液中的阳离子向银电极移动，A错误；电子的移动方向为铁电极→导线→银电极，B错误；负极电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，C错误；正极电极反应式为Cu2++2e-===Cu，质量增加6.4 g，即生成1 mol铜，外电路转移电子数目为0.2NA，D正确。]
10.B　[导管形成一段液柱，说明该反应为吸热反应，而图2为放热反应，故能量变化与图2不符，A错误；烧杯中产生气泡，说明反应放热，符合图2所示能量变化，B正确；烧杯中产生气泡，则X和Y的反应是放热反应，C错误；烧杯中产生气泡，说明反应放热，则该反应的反应物断键吸收的能量低于生成物成键释放的能量，D错误。]
11.C　[该反应在CCl4中进行，则可以利用O2不溶于CCl4的性质，准确测定O2的体积随时间变化的关系，进而研究化学反应速率，A正确；0~1 200 s内，v(N2O5)=v(N2O4)=5.83×10-5 mol·L-1·s-1，则Δc=v·Δt=5.83×10-5 mol·L-1·s-1×1 200 s≈0.070 mol·L-1，则a≈0.200-0.070=0.130，B正确；600~900 s内，v(N2O5)==≈5.67×10-5 mol·L-1·s-1，1 800~2 400 s内，v(N2O5)==≈3.33×10-5 mol·L-1·s-1，故600~900 s N2O5的平均反应速率大于1 800~2 400 s的平均反应速率，C错误；由表可知，随着N2O5浓度的减小，单位时间O2体积的增加量减小，D正确。]
12.B　[由题意知，该装置构成了原电池，原电池工作过程中发生了自发的氧化还原反应，该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误；Cu在反应中失电子，作原电池的负极，所以Ag2O/Ag电极为正极，B正确；电流由正极流向负极，所以电流方向为Ag2O→Cu，C错误；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极Cu极，D错误。]
13.C
14.B　[正极生成了OH-，故正极区的pH逐渐增大，A错误；乙烷在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，根据电池的总反应：2C2H6+7O2+8OH-===4C+10H2O可知，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，B正确；原电池中，负极发生氧化反应，根据电极反应式可知，乙烷在负极失电子，发生氧化反应，C错误；原电池中，阴离子向负极移动，因此电解质溶液中的OH-向负极移动，D错误。]
15.D　[根据电池总反应Cu+PbO2+2H2SO4===CuSO4+PbSO4+2H2O可知，铜失电子发生氧化反应为负极，PbO2得电子发生还原反应为正极，则b为正极，a为负极，故A错误；内电路中是离子的定向移动，而不是电子的定向移动，故B错误；b极的电极反应式为PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O，故C错误；根据电池总反应Cu+PbO2+2H2SO4===CuSO4+PbSO4+2H2O可知，随放电的进行硫酸不断被消耗，即调节电解质溶液的方法是补充H2SO4，故D正确。]
16.C　[结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线 Ⅰ、Ⅱ 分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确、D项错误。]
17.(1)②⑤⑥　(2)放热　(3)①Fe　Fe-2e-===Fe2+　CuSO4溶液(合理即可)　②碳棒上有红色物质析出　③4
解析　(1)由图可知，化学反应为吸热反应，故符合能量变化图示的是②⑤⑥。
(2)由信息可知，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)旧键断裂共吸收243 kJ+436 kJ=679 kJ的能量，生成2 mol HCl(g)共放出431 kJ×2=862 kJ的能量，反应物旧键断裂吸收的能量小于生成物新键形成放出的能量，故该反应为放热反应。
(3)①Fe失电子作负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+；Cu2+在正极上得电子发生还原反应，所以电解质是可溶性的铜盐。
③由电极反应式可知，若导线转移1 mol电子，则生成0.5 mol铜和0.5 mol Fe2+，电解质溶液改变的质量为0.5 mol×64 g·mol-1-0.5 mol×56 g·mol-1=4 g。
18.(1)正　 Ag2O+Zn===ZnO+2Ag　不变
(2)负　O2+4e-+4H+===2H2O　75%
(3)SO2-2e-+2H2O===+4H+　4.4
解析　(1)Ag2O是电池的正极，锌是负极，根据Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-可知电池的总反应方程式为Ag2O+Zn===ZnO+2Ag，因此电解质溶液的pH不变。
(2)电子从a电极流出，所以a为负极，正极是氧气得到电子，则正极电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O。当通入4.48 L(标准状况下)即0.2 mol甲烷气体完全反应时，理论上转移0.2 mol×8=1.6 mol电子，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为×100%=75%。
(3)二氧化硫失去电子作负极，电极反应式为SO2-2e-+2H2O===+4H+，若此过程中转移了0.2 mol电子，依据电子得失守恒可知消耗0.1 mol二氧化硫和0.05 mol氧气，有0.2 mol氢离子从左侧进入右侧，则理论上质子膜两侧电解液的质量变化差[Δm左-Δm右]=(6.4 g-0.2 g)-(0.2 g+1.6 g)=4.4 g。
19.(1)0.062 5　(2)D　(3)BD　(4)75%　1∶2　(5)2 072.8
解析　(1)1 min到3 min内，v(CO)===0.062 5 mol·L-1·min-1。
(2)升高温度，加入合适的催化剂，反应速率都增大，A、B错误；保持压强不变，充入氩气，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小，C错误；保持体积不变，充入氩气，反应物浓度不变，反应速率不变，D正确。
(3)A项，混合气体的密度为，反应前后都是气体且恒容，则密度不变，不能说明反应达到平衡；C项，单位时间内消耗2 mol H2为正反应速率，生成1 mol CH3OH也是正反应速率，不能说明反应达到平衡。
(4)根据图1可知，平衡时生成0.75 mol CH3OH(g)，消耗1.5 mol H2，则H2的转化率为×100%=75%。消耗1.5 mol H2，剩余0.5 mol H2，CH3OH为0.75 mol，CO剩余0.25 mol，反应后气体的总物质的量为(0.75+0.5+0.25) mol=1.5 mol ，根据同温同压下，物质的量之比等于压强之比，所以平衡时压强与起始时压强之比为1.5∶3=1∶2。
(5)根据图2可知，2 mol H2(g)与1 mol CO(g)反应生成1 mol CH3OH(g)放出128.8 kJ能量，断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1 944 kJ，则形成1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要放出能量为(128.8+1 944) kJ=2 072.8 kJ，则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键需要吸收2 072.8 kJ能量。
20.(1)A　(2)浓度　(3)①　(4)　(5)5.6×10-3　(6)反应放热　反应生成的Mn2+起催化作用
解析　(1)酸性KMnO4溶液中所加的酸应是硫酸，因为盐酸有还原性，能被KMnO4氧化，硝酸本身有强氧化性，也不合适，故A符合。
(3)①中A溶液的浓度比②中大，化学反应速率大，所得CO2的体积较大的是①。
(5)若实验②在t min收集了2.24 mL CO2(标准状况)，n(CO2)= mol=0.000 1 mol，根据离子方程式5H2C2O4+2+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O可知，反应掉的n(KMnO4)=0.000 1 mol×=2×10-5mol，则t min末n(KMnO4)=30×10-3 L×0.01 mol·L-1-2×10-5mol=0.000 28 mol，的物质的量浓度为=5.6×10-3mol·L-1。