专题6测评--2025苏教版化学必修第二册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 专题6测评--2025苏教版化学必修第二册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 539.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:34:25 | ||
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文档简介
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2025苏教版化学必修第二册
专题6测评
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23
Cl 35.5 Fe 56
一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意)
1.(2024江苏盐城高一期中)化学与生活息息相关,下列措施中与改变反应速率无关的是( )
A.铁制器皿涂油刷漆
B.食品包装袋内充入氮气
C.厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅
D.将酸奶存放在冰箱中
2.汽车的启动电源常用铅蓄电池,其结构如图所示。放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法中,正确的是( )
A.Pb作电池的负极
B.PbO2作电池的负极
C.PbO2得电子,被氧化
D.电池放电时,溶液酸性增强
3.下列关于反应速率与化学反应限度的说法正确的是 ( )
A.对于任意化学反应,其他条件不变时,增大压强都一定能加快化学反应速率
B.化学平衡状态不一定是该反应在给定条件下的最大限度
C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都为0
D.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢,决定反应速率的主要因素是反应物的性质
4.某实验小组同学进行如图1中的实验,以检验化学反应中的能量变化。下列说法不正确的是( )
A.实验①中反应的能量变化与图2相符
B.碳酸钙分解反应的能量变化与实验②相同
C.利用实验①中反应设计原电池,两个电极可用镁条和铝片
D.不需加热就能进行的反应可能是吸热反应
5.如图所示,下列关于合成氨反应的叙述错误的是 ( )
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大
C.反应到达t1时,正反应速率与逆反应速率相等,反应停止
D.反应在t1之后,正反应速率与逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态
6.如图所示的装置中,M为金属活动性顺序中位于氢之前的金属,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述不正确的是 ( )
A.N上有气体放出
B.M为负极,N为正极
C.该装置是化学能转变为电能的装置
D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N
7.科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,有CO断键形成C和O的过程
C.CO和O生成了具有共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
8.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池放电时,化学能全部转化为电能
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的热量变化可以通过反应中形成新共价键的键能之和与反应中断裂旧共价键的键能之和来计算
9.在密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达平衡时,可能存在的数据是 ( )
A.SO2为0.4 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D.SO3为0.4 mol·L-1
10.(2024安徽合肥高一期中)为更精确地研究浓度对反应速率的影响,小组同学利用压强传感器等数字化实验设备,探究镁与不同浓度硫酸的反应速率,两组实验所用药品如表:
序号 镁条的质量/g 硫酸
物质的量浓度/(mol·L-1) 体积/mL
Ⅰ 0.01 1.0 2
Ⅱ 0.01 0.5 2
实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ对应图中曲线a,曲线的斜率大,反应速率大
B.随着反应的不断进行,化学反应速率减小,原因是硫酸浓度变小
C.实验Ⅱ对应曲线b,反应开始阶段,反应速率不断增大,可能是反应放热温度升高
D.向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液,产生氢气速率增大,最终生成氢气的体积相同
11.已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ,且氧气中1 mol OO完全断裂时吸收能量496 kJ,氢气中1 mol H—H断裂时吸收能量436 kJ,则1 mol H—O形成时放出能量为( )
A.920 kJ B.557 kJ
C.463 kJ D.188 kJ
12.以下四位同学的观点正确的是( )
A.根据反应Cu+H2SO4(稀)CuSO4+H2↑设计的原电池中,铜作负极
B.钠块与铜用导线连接后插入到稀盐酸中,发现铜的表面很快有大量的气泡冒出
C.根据原电池原理,可以将反应2H2+O22H2O设计成原电池,且H2在负极反应
D.构成闭合回路是形成原电池的必备要素之一,电子在此闭合回路中从负极流经导线到达正极,再从正极经电解质溶液流回负极
13.(2024河北张家口高一期末改编)直接煤-空气燃料电池原理如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.电子由电极X经氧化物电解质向电极Y移动
B.直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
C.电极Y的电极反应式为O2+4e-2O2-
D.该电池有利于实现“碳达峰”
14.(2024湖南长沙高一期中)工业制硫酸的过程中,接触室中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是关键的一步,550 ℃时,在1 L的恒温容器中,反应过程中的部分数据见下表:
反应时间/min n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
0 4 2
4 1.2
8 1.8
10 0.9
下列说法错误的是( )
A.0~4 min,O2的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
B.往容器中充入Ne,压强增大,反应速率增大
C.8 min时,反应处于平衡状态
D.当容器中SO3的体积分数不变时,表明反应达到平衡状态
二、非选择题(共4题,共58分)
15.(14分)为探究影响化学反应速率的因素与化学反应限度的存在,某中学实验小组进行以下两组实验。
Ⅰ.探究影响化学反应速率的因素
组号 反应温 度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL V/mL V/mL
① 10 2 0.1 2 0.1 2
② 10 2 0.1 2 0.1 4
③ 30 2 0.1 2 0.1 4
④ 30 2 0.2 2 0.2 4
(1)探究温度对反应速率的影响,应选择的实验组号是 ;实验①②对比的实验目的是 。
(2)实验过程中,需要观察和记录 ,比较化学反应速率的大小。
(3)上述四组实验中,反应速率最小的是 (填实验组号)。
Ⅱ.验证铁离子与碘离子反应存在限度
药品选择:0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、淀粉溶液、试剂N
实验步骤:①向5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴入5~6滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;②向甲中滴加2滴淀粉溶液,充分振荡;③向乙中滴加试剂N。
(4)实验步骤②甲试管中出现 现象,证明反应有I2的生成。
(5)若实验步骤①中的反应存在限度,可用试剂N的溶液检验Fe3+,则试剂N是 ;乙试管中的现象是 。
(6)写出实验步骤①的化学方程式: 。
16.(14分)化学反应速率和化学反应的限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL(标准状况) 100 240 464 576 620
① (填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”)min时间段的反应速率最大,原因是 。
②3~4 min时间段,以盐酸的浓度变化来表示该反应的反应速率: (设溶液体积不变)。
(2)另一位同学为控制反应速率,防止反应过快难以测量氢气体积,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减小反应速率且不影响生成H2的量,你认为不可行的是 (填字母)。
A.蒸馏水
B.KCl溶液
C.Na2CO3溶液
D.CuSO4溶液
(3)某温度下,在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是 。
②该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率之比为3∶1
C.容器内气体压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
E.生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
③2 min内Y的转化率为 。
17.(15分)(2024河北保定高一期中改编)已知断裂1 mol化学键使气态分子离解成气态原子所吸收的能量如表所示。
化学键 C≡O(CO中的碳氧键) H—H C—H C—O H—O CO
吸收能量/kJ 1 072 436 413.5 351 463 803
(1)CO2与H2在催化剂作用下能发生如图所示转化,反应物和生成物均为气体,该反应的热化学方程式为 。
(2)T ℃时,H2、CO2在一容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应生成H2O(g)和R(g),反应过程中,各物质的物质的量随时间的变化如图所示(R与H2O的变化曲线重叠)。
①R的分子式为 ;0~5 min内,用H2表示的该反应的反应速率为v(H2)= mol·L-1·min-1;平衡时,R(g)的体积分数为 %。
②下列选项不能判断该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.密闭容器中CO2的体积分数不变
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
E.断裂6 mol H—H键的同时生成2 mol H2O(g)
(3)科学家团队找到了一种方法,可以利用电化学原理吸收CO2,实现碳中和,其原理如图所示。电池工作时,Na发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,电池正极的电极反应式为 。电池工作一段时间后,右侧溶液中NaHCO3的物质的量浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
18.(15分)(1)现有如下两个反应:
A:NaOH+HClNaCl+H2O
B:Cu+2Ag+2Ag+Cu2+
①根据两反应的方程式,判断能否设计成原电池: 。
②如果不能,说明其原因: 。
③如果可以,写出正、负极材料,电极反应式及反应类型(填“氧化反应”或“还原反应”):
负极: , , 。
正极: , , 。
(2)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池:
①负极材料是 (写名称),电极反应式为 。
②正极的电极反应式为 。
③溶液中S向 极移动。
专题6测评
1.C 解析 铝锅在炒制食物时,可能会因食物的酸碱性使得铝溶解造成微量的铝元素被人体吸收囤积,体内过多的铝元素会使人患上老年痴呆症,所以家用炒菜使用铁锅而不使用铝锅,则厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅与改变反应速率无关,C符合题意。
2.A 解析 由铅蓄电池放电总反应可知,Pb→PbSO4发生氧化反应,则Pb作电池的负极,A正确;PbO2→PbSO4发生还原反应,则PbO2作电池的正极,B错误;PbO2得电子,被还原,C错误;放电过程中消耗H2SO4同时生成H2O,溶液的酸性减弱,D错误。
3.D
4.C 解析 实验①中铝片被氧化,若两个电极用镁条和铝片,则镁条是负极,铝片是正极,铝片没有被氧化,与反应不符,C错误。
5.C 解析 可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,但并不停止。
6.D 解析 原电池中活泼金属为负极,失去电子,即M为负极;溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2,则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。故D错误。
7.C 解析 由题图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;由题图可知不存在CO的断键过程,B错误;CO与O在催化剂表面形成CO2,CO2含有共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,而不是与氧气反应,D错误。
8.D 解析 电池放电时,化学能除了转化为电能外,还有热能、光能等,A错误;负极应是H2失去电子,B错误;常温常压下不能利用22.4 L·mol-1计算H2的物质的量,C错误。
9.B 解析 SO3、SO2浓度均为0.2 mol·L-1,无论向正反应方向进行,还是向逆反应方向进行,只能是一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,SO3、SO2浓度不会均为0.15 mol·L-1,C错误;该反应为可逆反应,反应不可能向某一方向进行到底,则SO2和SO3的浓度一定小于0.4 mol·L-1,A、D错误。
10.D 解析 实验Ⅰ中硫酸的浓度是实验Ⅱ中硫酸浓度的2倍,则实验Ⅰ生成H2的速率较大,单位时间内反应体系的气体压强变化程度大,即图中曲线a是实验Ⅰ的压强变化曲线,曲线b是实验Ⅱ的压强变化曲线,曲线的斜率大,变化速率快,反应速率大,故A正确;反应物浓度越大,反应速率越大,随着反应的不断进行,化学反应速率减小,原因是硫酸浓度变小,故B正确;温度越高,反应速率越大,实验Ⅱ对应曲线b,反应开始阶段,反应速率不断增大,可能是反应放热温度升高,故C正确;实验Ⅱ中,n(H2SO4)=0.001 mol,0.01 g镁完全反应,向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液,生成铜单质,与镁形成原电池,增大反应速率,产生氢气速率增大,镁的质量减少,最终生成氢气的体积减少,故D错误。
11.C 解析 氢气完全燃烧生成水蒸气是放热反应,该化学反应放出的热量=新键形成释放的能量-旧键断裂吸收的能量。设1 mol H—O形成时放出的热量为Q,则有484 kJ=4×Q-(2×436 kJ+496 kJ),解得Q=463 kJ。
12.C 解析 铜与稀硫酸不反应,无法设计成原电池,A项错误;钠能与盐酸剧烈反应放热而熔化,不能作为电极材料,B项错误;电子从负极经导线流向正极,在正极被消耗,而不可能经过电解质溶液,D项错误。
13.A 解析 由图示可知,电极X是负极,电极Y是正极,该电池工作时电子由电极X经外电路向电极Y移动,A错误;直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高,B正确;O2在电极Y得电子生成O2-,电极Y的电极反应式为O2+4e-2O2-,C正确;该电池能将CO2转化为C,有利于实现“碳达峰”,D正确。
14.B 解析 SO2催化氧化制SO3的化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),由表格数据可知,到4 min时生成1.2 mol SO3,则消耗0.6 mol O2,0~4 min,O2的平均反应速率为 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1,A正确;容器是恒容容器,往容器中充入Ne,压强增大,但是反应物的浓度没有增大,故反应速率不变,B错误;8 min时,SO2为1.8 mol,消耗了2.2 mol,则氧气消耗1.1 mol,剩余0.9 mol,与10 min时氧气的物质的量相等,能说明8 min时已经达到平衡,C正确;当容器中SO3的体积分数不变时,表明反应达到平衡状态,D正确。
15.答案 (1)②③ 探究反应物浓度对反应速率的影响
(2)溶液出现浑浊所需的时间
(3)② (4)溶液变蓝
(5)KSCN(或硫氰化钾)溶液 溶液变红
(6)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
解析 (1)根据表中数据,可知②③探究温度对反应速率的影响;对比实验①②数据,可知实验①②探究反应物浓度对反应速率的影响。
(2)硫代硫酸钠与硫酸发生反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,需要观察溶液出现浑浊所需的时间,比较化学反应速率的大小。
(3)温度低、反应物浓度小,则化学反应速率小,根据表中数据可知,实验②反应速率最小。
(4)淀粉遇碘变蓝,因此甲试管中出现溶液变蓝,说明反应有I2的生成。
(5)检验Fe3+常用KSCN溶液,溶液变红说明含有Fe3+;证明实验步骤①中的反应存在限度,需要证明碘单质和Fe3+同时存在,因此乙试管中的现象是溶液变红。
(6)根据上述分析,实验步骤①发生反应生成碘单质,存在限度,其化学反应方程式为2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2。
16.答案 (1)①2~3 该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率最大
②0.025 mol·L-1·min-1
(2)CD
(3)①3X(g)+Y(g)2Z(g) ②AC ③10%
解析 (1)①在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,产生气体的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、44 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快。②在3~4 min时间段内,n(H2)==0.005 mol,消耗盐酸的物质的量为0.01 mol,故v(HCl)==0.025 mol·L-1·min-1。(2)加入蒸馏水或加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,故A、B不符合题意;C项,加入Na2CO3溶液,H+浓度减小,反应速率减小,H+与C反应,影响生成氢气的量,符合题意;D项,加入CuSO4溶液,形成原电池,反应速度增大,且影响生成氢气的量,符合题意。(3)①由题图可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到5 min时,Δn(Y)=0.2 mol,Δn(Z)=0.4 mol,Δn(X)=0.6 mol,则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)=1∶2∶3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。②随着反应的进行,X、Y的反应速率之比始终为X、Y的化学计量数之比3∶1,不能作为达到平衡状态的标志,故B不符合题意;反应物和生成物均为气体,容器内气体的总质量保持不变,不能作为达到平衡状态的标志,故D不符合题意;生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z均只能表示逆反应速率,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡状态,故E不符合题意。③2 min内Y的转化率=×100%=×100%=10%。
17.答案 (1)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=44 kJ· mol-1
(2)①CH4O 0.24 12.5 ②CE
(3)氧化 2CO2+2H2O+2e-2HC+H2 增大
解析 (1)由图知,CO2与H2在催化剂作用下生成一氧化碳和水,反应断键时共需吸收能量(2×803+436) kJ=2 042 kJ,成键时共释放能量(1 072+2×463) kJ=1 998 kJ,2 042 kJ-1 998 kJ=44 kJ,反应的热化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=44 kJ· mol-1。
(2)①R与H2O的物质的量增加,H2、CO2的物质的量减小,物质的量变化值之比等于化学计量数之比,即H2、CO2、R与H2O的化学计量数之比为2.4∶0.8∶0.8∶0.8=3∶1∶1∶1,所以化学方程式为3H2+CO2CH4O+H2O,则R的分子式为CH4O;0~5 min内,用H2表示的该反应的反应速率为v(H2)==0.24 mol·L-1· min-1;平衡时,混合气体共6.4 mol,则R(g)的体积分数为×100%=12.5%。②密闭容器中CO2的体积分数不变,说明正反应和逆反应速率相等,能说明已平衡,A不选;反应中,气体的物质的量、压强会随着反应而变化,故容器内压强不随时间而变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,B不选;气体质量、容器容积、气体密度均始终不变,故混合气体的密度不变不能说明已平衡,C选;气体质量始终不变,气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡,D不选;断裂6 mol H—H键的同时生成2 mol H2O(g)均指正反应方向,不能说明已平衡,E选。
(3)电池工作时,Na为负极失去电子发生氧化反应,电池的正极上发生还原反应,有氢气产生,结合图示可知正极电极反应式为2CO2+2H2O+2e-2HC+H2。
18.答案 (1)①A不能,B可以 ②A不是氧化还原反应,没有电子转移 ③Cu Cu-2e-Cu2+ 氧化反应 石墨棒(合理即可) 2Ag++2e-2Ag 还原反应
(2)①铜 Cu-2e-Cu2+
②O2+4e-+4H+2H2O ③负
解析 (1)①只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,B是氧化还原反应且能自发进行。
③根据反应Cu+2Ag+2Ag+Cu2+可知,Cu失电子作负极,负极材料是Cu,正极材料应是比铜活动性差的金属或能导电的非金属。
(2)该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,氧化剂是O2,故正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,溶液中阴离子S向负极移动。
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2025苏教版化学必修第二册
专题6测评
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23
Cl 35.5 Fe 56
一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意)
1.(2024江苏盐城高一期中)化学与生活息息相关,下列措施中与改变反应速率无关的是( )
A.铁制器皿涂油刷漆
B.食品包装袋内充入氮气
C.厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅
D.将酸奶存放在冰箱中
2.汽车的启动电源常用铅蓄电池,其结构如图所示。放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法中,正确的是( )
A.Pb作电池的负极
B.PbO2作电池的负极
C.PbO2得电子,被氧化
D.电池放电时,溶液酸性增强
3.下列关于反应速率与化学反应限度的说法正确的是 ( )
A.对于任意化学反应,其他条件不变时,增大压强都一定能加快化学反应速率
B.化学平衡状态不一定是该反应在给定条件下的最大限度
C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都为0
D.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢,决定反应速率的主要因素是反应物的性质
4.某实验小组同学进行如图1中的实验,以检验化学反应中的能量变化。下列说法不正确的是( )
A.实验①中反应的能量变化与图2相符
B.碳酸钙分解反应的能量变化与实验②相同
C.利用实验①中反应设计原电池,两个电极可用镁条和铝片
D.不需加热就能进行的反应可能是吸热反应
5.如图所示,下列关于合成氨反应的叙述错误的是 ( )
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大
C.反应到达t1时,正反应速率与逆反应速率相等,反应停止
D.反应在t1之后,正反应速率与逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态
6.如图所示的装置中,M为金属活动性顺序中位于氢之前的金属,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述不正确的是 ( )
A.N上有气体放出
B.M为负极,N为正极
C.该装置是化学能转变为电能的装置
D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N
7.科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,有CO断键形成C和O的过程
C.CO和O生成了具有共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
8.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池放电时,化学能全部转化为电能
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的热量变化可以通过反应中形成新共价键的键能之和与反应中断裂旧共价键的键能之和来计算
9.在密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达平衡时,可能存在的数据是 ( )
A.SO2为0.4 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D.SO3为0.4 mol·L-1
10.(2024安徽合肥高一期中)为更精确地研究浓度对反应速率的影响,小组同学利用压强传感器等数字化实验设备,探究镁与不同浓度硫酸的反应速率,两组实验所用药品如表:
序号 镁条的质量/g 硫酸
物质的量浓度/(mol·L-1) 体积/mL
Ⅰ 0.01 1.0 2
Ⅱ 0.01 0.5 2
实验结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ对应图中曲线a,曲线的斜率大,反应速率大
B.随着反应的不断进行,化学反应速率减小,原因是硫酸浓度变小
C.实验Ⅱ对应曲线b,反应开始阶段,反应速率不断增大,可能是反应放热温度升高
D.向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液,产生氢气速率增大,最终生成氢气的体积相同
11.已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ,且氧气中1 mol OO完全断裂时吸收能量496 kJ,氢气中1 mol H—H断裂时吸收能量436 kJ,则1 mol H—O形成时放出能量为( )
A.920 kJ B.557 kJ
C.463 kJ D.188 kJ
12.以下四位同学的观点正确的是( )
A.根据反应Cu+H2SO4(稀)CuSO4+H2↑设计的原电池中,铜作负极
B.钠块与铜用导线连接后插入到稀盐酸中,发现铜的表面很快有大量的气泡冒出
C.根据原电池原理,可以将反应2H2+O22H2O设计成原电池,且H2在负极反应
D.构成闭合回路是形成原电池的必备要素之一,电子在此闭合回路中从负极流经导线到达正极,再从正极经电解质溶液流回负极
13.(2024河北张家口高一期末改编)直接煤-空气燃料电池原理如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.电子由电极X经氧化物电解质向电极Y移动
B.直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
C.电极Y的电极反应式为O2+4e-2O2-
D.该电池有利于实现“碳达峰”
14.(2024湖南长沙高一期中)工业制硫酸的过程中,接触室中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是关键的一步,550 ℃时,在1 L的恒温容器中,反应过程中的部分数据见下表:
反应时间/min n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
0 4 2
4 1.2
8 1.8
10 0.9
下列说法错误的是( )
A.0~4 min,O2的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1
B.往容器中充入Ne,压强增大,反应速率增大
C.8 min时,反应处于平衡状态
D.当容器中SO3的体积分数不变时,表明反应达到平衡状态
二、非选择题(共4题,共58分)
15.(14分)为探究影响化学反应速率的因素与化学反应限度的存在,某中学实验小组进行以下两组实验。
Ⅰ.探究影响化学反应速率的因素
组号 反应温 度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL V/mL V/mL
① 10 2 0.1 2 0.1 2
② 10 2 0.1 2 0.1 4
③ 30 2 0.1 2 0.1 4
④ 30 2 0.2 2 0.2 4
(1)探究温度对反应速率的影响,应选择的实验组号是 ;实验①②对比的实验目的是 。
(2)实验过程中,需要观察和记录 ,比较化学反应速率的大小。
(3)上述四组实验中,反应速率最小的是 (填实验组号)。
Ⅱ.验证铁离子与碘离子反应存在限度
药品选择:0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、淀粉溶液、试剂N
实验步骤:①向5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴入5~6滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;②向甲中滴加2滴淀粉溶液,充分振荡;③向乙中滴加试剂N。
(4)实验步骤②甲试管中出现 现象,证明反应有I2的生成。
(5)若实验步骤①中的反应存在限度,可用试剂N的溶液检验Fe3+,则试剂N是 ;乙试管中的现象是 。
(6)写出实验步骤①的化学方程式: 。
16.(14分)化学反应速率和化学反应的限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL(标准状况) 100 240 464 576 620
① (填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”)min时间段的反应速率最大,原因是 。
②3~4 min时间段,以盐酸的浓度变化来表示该反应的反应速率: (设溶液体积不变)。
(2)另一位同学为控制反应速率,防止反应过快难以测量氢气体积,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减小反应速率且不影响生成H2的量,你认为不可行的是 (填字母)。
A.蒸馏水
B.KCl溶液
C.Na2CO3溶液
D.CuSO4溶液
(3)某温度下,在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是 。
②该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率之比为3∶1
C.容器内气体压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
E.生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
③2 min内Y的转化率为 。
17.(15分)(2024河北保定高一期中改编)已知断裂1 mol化学键使气态分子离解成气态原子所吸收的能量如表所示。
化学键 C≡O(CO中的碳氧键) H—H C—H C—O H—O CO
吸收能量/kJ 1 072 436 413.5 351 463 803
(1)CO2与H2在催化剂作用下能发生如图所示转化,反应物和生成物均为气体,该反应的热化学方程式为 。
(2)T ℃时,H2、CO2在一容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应生成H2O(g)和R(g),反应过程中,各物质的物质的量随时间的变化如图所示(R与H2O的变化曲线重叠)。
①R的分子式为 ;0~5 min内,用H2表示的该反应的反应速率为v(H2)= mol·L-1·min-1;平衡时,R(g)的体积分数为 %。
②下列选项不能判断该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.密闭容器中CO2的体积分数不变
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
E.断裂6 mol H—H键的同时生成2 mol H2O(g)
(3)科学家团队找到了一种方法,可以利用电化学原理吸收CO2,实现碳中和,其原理如图所示。电池工作时,Na发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,电池正极的电极反应式为 。电池工作一段时间后,右侧溶液中NaHCO3的物质的量浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
18.(15分)(1)现有如下两个反应:
A:NaOH+HClNaCl+H2O
B:Cu+2Ag+2Ag+Cu2+
①根据两反应的方程式,判断能否设计成原电池: 。
②如果不能,说明其原因: 。
③如果可以,写出正、负极材料,电极反应式及反应类型(填“氧化反应”或“还原反应”):
负极: , , 。
正极: , , 。
(2)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池:
①负极材料是 (写名称),电极反应式为 。
②正极的电极反应式为 。
③溶液中S向 极移动。
专题6测评
1.C 解析 铝锅在炒制食物时,可能会因食物的酸碱性使得铝溶解造成微量的铝元素被人体吸收囤积,体内过多的铝元素会使人患上老年痴呆症,所以家用炒菜使用铁锅而不使用铝锅,则厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅与改变反应速率无关,C符合题意。
2.A 解析 由铅蓄电池放电总反应可知,Pb→PbSO4发生氧化反应,则Pb作电池的负极,A正确;PbO2→PbSO4发生还原反应,则PbO2作电池的正极,B错误;PbO2得电子,被还原,C错误;放电过程中消耗H2SO4同时生成H2O,溶液的酸性减弱,D错误。
3.D
4.C 解析 实验①中铝片被氧化,若两个电极用镁条和铝片,则镁条是负极,铝片是正极,铝片没有被氧化,与反应不符,C错误。
5.C 解析 可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,但并不停止。
6.D 解析 原电池中活泼金属为负极,失去电子,即M为负极;溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2,则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。故D错误。
7.C 解析 由题图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;由题图可知不存在CO的断键过程,B错误;CO与O在催化剂表面形成CO2,CO2含有共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,而不是与氧气反应,D错误。
8.D 解析 电池放电时,化学能除了转化为电能外,还有热能、光能等,A错误;负极应是H2失去电子,B错误;常温常压下不能利用22.4 L·mol-1计算H2的物质的量,C错误。
9.B 解析 SO3、SO2浓度均为0.2 mol·L-1,无论向正反应方向进行,还是向逆反应方向进行,只能是一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,SO3、SO2浓度不会均为0.15 mol·L-1,C错误;该反应为可逆反应,反应不可能向某一方向进行到底,则SO2和SO3的浓度一定小于0.4 mol·L-1,A、D错误。
10.D 解析 实验Ⅰ中硫酸的浓度是实验Ⅱ中硫酸浓度的2倍,则实验Ⅰ生成H2的速率较大,单位时间内反应体系的气体压强变化程度大,即图中曲线a是实验Ⅰ的压强变化曲线,曲线b是实验Ⅱ的压强变化曲线,曲线的斜率大,变化速率快,反应速率大,故A正确;反应物浓度越大,反应速率越大,随着反应的不断进行,化学反应速率减小,原因是硫酸浓度变小,故B正确;温度越高,反应速率越大,实验Ⅱ对应曲线b,反应开始阶段,反应速率不断增大,可能是反应放热温度升高,故C正确;实验Ⅱ中,n(H2SO4)=0.001 mol,0.01 g镁完全反应,向实验Ⅱ中滴加少量硫酸铜溶液,生成铜单质,与镁形成原电池,增大反应速率,产生氢气速率增大,镁的质量减少,最终生成氢气的体积减少,故D错误。
11.C 解析 氢气完全燃烧生成水蒸气是放热反应,该化学反应放出的热量=新键形成释放的能量-旧键断裂吸收的能量。设1 mol H—O形成时放出的热量为Q,则有484 kJ=4×Q-(2×436 kJ+496 kJ),解得Q=463 kJ。
12.C 解析 铜与稀硫酸不反应,无法设计成原电池,A项错误;钠能与盐酸剧烈反应放热而熔化,不能作为电极材料,B项错误;电子从负极经导线流向正极,在正极被消耗,而不可能经过电解质溶液,D项错误。
13.A 解析 由图示可知,电极X是负极,电极Y是正极,该电池工作时电子由电极X经外电路向电极Y移动,A错误;直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高,B正确;O2在电极Y得电子生成O2-,电极Y的电极反应式为O2+4e-2O2-,C正确;该电池能将CO2转化为C,有利于实现“碳达峰”,D正确。
14.B 解析 SO2催化氧化制SO3的化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),由表格数据可知,到4 min时生成1.2 mol SO3,则消耗0.6 mol O2,0~4 min,O2的平均反应速率为 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1,A正确;容器是恒容容器,往容器中充入Ne,压强增大,但是反应物的浓度没有增大,故反应速率不变,B错误;8 min时,SO2为1.8 mol,消耗了2.2 mol,则氧气消耗1.1 mol,剩余0.9 mol,与10 min时氧气的物质的量相等,能说明8 min时已经达到平衡,C正确;当容器中SO3的体积分数不变时,表明反应达到平衡状态,D正确。
15.答案 (1)②③ 探究反应物浓度对反应速率的影响
(2)溶液出现浑浊所需的时间
(3)② (4)溶液变蓝
(5)KSCN(或硫氰化钾)溶液 溶液变红
(6)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
解析 (1)根据表中数据,可知②③探究温度对反应速率的影响;对比实验①②数据,可知实验①②探究反应物浓度对反应速率的影响。
(2)硫代硫酸钠与硫酸发生反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,需要观察溶液出现浑浊所需的时间,比较化学反应速率的大小。
(3)温度低、反应物浓度小,则化学反应速率小,根据表中数据可知,实验②反应速率最小。
(4)淀粉遇碘变蓝,因此甲试管中出现溶液变蓝,说明反应有I2的生成。
(5)检验Fe3+常用KSCN溶液,溶液变红说明含有Fe3+;证明实验步骤①中的反应存在限度,需要证明碘单质和Fe3+同时存在,因此乙试管中的现象是溶液变红。
(6)根据上述分析,实验步骤①发生反应生成碘单质,存在限度,其化学反应方程式为2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2。
16.答案 (1)①2~3 该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率最大
②0.025 mol·L-1·min-1
(2)CD
(3)①3X(g)+Y(g)2Z(g) ②AC ③10%
解析 (1)①在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,产生气体的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、44 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快。②在3~4 min时间段内,n(H2)==0.005 mol,消耗盐酸的物质的量为0.01 mol,故v(HCl)==0.025 mol·L-1·min-1。(2)加入蒸馏水或加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,故A、B不符合题意;C项,加入Na2CO3溶液,H+浓度减小,反应速率减小,H+与C反应,影响生成氢气的量,符合题意;D项,加入CuSO4溶液,形成原电池,反应速度增大,且影响生成氢气的量,符合题意。(3)①由题图可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到5 min时,Δn(Y)=0.2 mol,Δn(Z)=0.4 mol,Δn(X)=0.6 mol,则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)=1∶2∶3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。②随着反应的进行,X、Y的反应速率之比始终为X、Y的化学计量数之比3∶1,不能作为达到平衡状态的标志,故B不符合题意;反应物和生成物均为气体,容器内气体的总质量保持不变,不能作为达到平衡状态的标志,故D不符合题意;生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z均只能表示逆反应速率,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡状态,故E不符合题意。③2 min内Y的转化率=×100%=×100%=10%。
17.答案 (1)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=44 kJ· mol-1
(2)①CH4O 0.24 12.5 ②CE
(3)氧化 2CO2+2H2O+2e-2HC+H2 增大
解析 (1)由图知,CO2与H2在催化剂作用下生成一氧化碳和水,反应断键时共需吸收能量(2×803+436) kJ=2 042 kJ,成键时共释放能量(1 072+2×463) kJ=1 998 kJ,2 042 kJ-1 998 kJ=44 kJ,反应的热化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=44 kJ· mol-1。
(2)①R与H2O的物质的量增加,H2、CO2的物质的量减小,物质的量变化值之比等于化学计量数之比,即H2、CO2、R与H2O的化学计量数之比为2.4∶0.8∶0.8∶0.8=3∶1∶1∶1,所以化学方程式为3H2+CO2CH4O+H2O,则R的分子式为CH4O;0~5 min内,用H2表示的该反应的反应速率为v(H2)==0.24 mol·L-1· min-1;平衡时,混合气体共6.4 mol,则R(g)的体积分数为×100%=12.5%。②密闭容器中CO2的体积分数不变,说明正反应和逆反应速率相等,能说明已平衡,A不选;反应中,气体的物质的量、压强会随着反应而变化,故容器内压强不随时间而变化,说明气体的物质的量不随时间变化,则说明反应已达平衡,B不选;气体质量、容器容积、气体密度均始终不变,故混合气体的密度不变不能说明已平衡,C选;气体质量始终不变,气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡,D不选;断裂6 mol H—H键的同时生成2 mol H2O(g)均指正反应方向,不能说明已平衡,E选。
(3)电池工作时,Na为负极失去电子发生氧化反应,电池的正极上发生还原反应,有氢气产生,结合图示可知正极电极反应式为2CO2+2H2O+2e-2HC+H2。
18.答案 (1)①A不能,B可以 ②A不是氧化还原反应,没有电子转移 ③Cu Cu-2e-Cu2+ 氧化反应 石墨棒(合理即可) 2Ag++2e-2Ag 还原反应
(2)①铜 Cu-2e-Cu2+
②O2+4e-+4H+2H2O ③负
解析 (1)①只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,B是氧化还原反应且能自发进行。
③根据反应Cu+2Ag+2Ag+Cu2+可知,Cu失电子作负极,负极材料是Cu,正极材料应是比铜活动性差的金属或能导电的非金属。
(2)该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,氧化剂是O2,故正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,溶液中阴离子S向负极移动。
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