专题6 化学反应与能量——高一化学人教版（2019）必修二期末考前专题卷（含解析）

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专题6 化学反应与能量——高一化学人教版（2019）必修二期末考前专题卷
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项:
1.请将符合题意的答案填入答题卷相应空格中.
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、单选题（每题3分，共45分）
1．下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是( )
A.已知工业合成氨的正反应方向放热，所以升温正反应速率减小，逆反应速率增大
B.实验室用分解制备，加入后，反应速率明显加快
C.反应中，的转化率不能达到100%
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取，相同质量的粉末状碳酸钙比块状反应要快
2．下列物质间的反应属于吸热反应的是( )
A.甲烷在氧气中燃烧 B.氢氧化钠溶液与盐酸的反应
C.锌与稀硫酸的反应 D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应
3．Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用。本方法中，用CuO做催化剂，将工业副产物HCl制成，反应的化学方程式为：。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能改变化学反应速率
B.Y为反应物，W为生成物
C.反应制得，需投入2molCuO
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
4．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是( )
A.只有装置Ⅰ中电流表指针偏转
B.只有装置Ⅱ中电流表指针偏转
C.两个装置中电流表指针都发生偏转
D.两个装置中电流表指针都不发生偏转
5．物质a和物质b在图甲装置中发生反应，一段时间后，U形管内红墨水的液面高度如图乙所示，则物质a和物质b可能是( )
选项 物质a 物质b
A 水 生石灰
B 稀盐酸 固体
C 稀硫酸 锌粉
D 稀盐酸 小苏打
A.A B.B C.C D.D
6．在的反应体系中，现采取下列措施：①增加X的量；②缩小体积，增大压强；③恒容下充入惰性气体He（不参与反应）；④恒压下充入惰性气体He；⑤通入Y。其中能够使反应速率增大的措施是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③⑤ D.①②④
7．如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况，则下列说法错误的是( )
A.2min后反应达到平衡状态
B.前2min，A的分解速率为0.1
C.发生的反应可表示为
D.2min时，A、B、C的浓度之比为
8．为防止天然气泄漏，居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，图1是成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。下列说法正确的是( )
A.多孔电极a上发生还原反应
B.在电解质中向电极a移动，电流由电极a经导线流向电极b
C.多孔电极b上的电极反应式为
D.当标准状况下甲烷完全反应时，流入传感控制器电路的电子有
9．关于原电池原理示意图错误的是( )
A.锌片溶解 B.铜得到电子，被还原
C.锌失去电子，被氧化 D.电子从锌片经导线流向铜片
10．在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B，发生反应A、B，发生反应：，下图是A的正反应速率v（A）随时间变化的示意图。下列说法正确的是( )
A.反应物A的浓度：a点小于b点
B.可能是某种物质对反应起到的催化作用
C.曲线上的c、d两点都表示达到反应限度
D.平均反应速率：ab段大于bc段
11．活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强。下列有关说法错误的是( )
A.中氧元素的化合价为-1价
B.活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为
C.随着的增大，氨氮去除速率一定明显增大
D.上述过程没有非极性键的断裂，但是有非极性键的形成
12．下列关于化学反应与能量的说法不正确的是( )
A.需要加热的化学反应不一定都是吸热反应
B.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
C.浓硫酸溶于水是放热反应
D.在化学反应中，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量
13．如图为和反应生成过程中的能量变化，下列说法正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.和反应生成吸收能量为180kJ
C.断开氮分子内两个氮原子间的化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定
D.和总能量比能量高
14．A与B在容积为1L的密闭容器中发生反应：，、时刻分别测得部分数据如下表；
n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol 反应时间/min
0.12 0.06 0.10
0.06 0.12 0.20
下列说法正确的是( )
A.内，平均反应速率
B.若起始时，n(D)=0，则时
C.升高温度时，、、均增大
D.b:d=5:3
15．是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(II)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.M中Ru的化合价为+3
B.该过程没有非极性键的形成
C.该过程的总反应式：
D.被氧化至后，配体失去质子能力减弱
二、填空题（共4题，55分）
16．甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用、Pd/C、等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇:
(1)下表所列数据是各化学键的键能，该反应的_______(用含字母的代数式表示)。
化学键 H-H C-H C-O O-H
键能(kJ/mol) a b c d e
(2)某科研小组用Pd/C作催化剂，在450℃时，研究了分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1molCO和，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min 0 5 10 15 20 25
压强/MPa 12.6 10.8 9.5 8.7 8.4 8.4
则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为________，该温度下的平衡常数K为_______.
(4)将CO和加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
由大到小的关系是_________，判断理由是____________
(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图
①石墨2为___________(填“正“或“负“)极。
②石墨1极发生的电极反应式为________
17．将转化为有价值的甲酸是实现“碳中和”的途径之一、回答下列问题：
(1)转化为工业原料甲酸(HCOOH)。已知：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则反应Ⅱ的__________。
(2)利用电化学方法可以将有效地转化为，后续经酸化转化为HCOOH，原理示意图如图所示：
①电解池的阴极电极反应式为__________；阴极除有生成外，还可能生成副产物__________。
②电解一段时间后，阳极区的溶液浓度降低__________(填“升高”、“不变”或“降低”)。
③若以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中a极的电极反应式为__________。
(3)若以HCOOH燃料电池(工作原理如图所示)为直流电源，该离子交换膜为__________(填“阳”或“阴”)离子交换膜；电池负极反应式为__________；虚线框内发生的离子方程式为__________；需补充物质X的化学式为__________。
18．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。请回答下列问题。
(1)在密闭容器内，时仅发生反应，体系中开始仅含有和，随时间的变化如下表所示：
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
①时，生成的物质的量为__________，在第时，的转化率为__________。
②如图中表示变化曲线的是__________(填字母)。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是__________(填字母)。
a.每消耗，生成的 b.各物质组分的物质的浓度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不变 d.容器内密度保持不变
(2)在一定温度下，密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：
①比较时刻，正、逆反应速率大小：__________(填“>”“=”或“<”)。
②若，计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为__________。
③如果升高温度，则__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
三、实验题
19．I.和反应生成过程中的能量变化如图所示：
(1)和完全反应生成NO会__________(填“吸收”或“放出”)__________kJ能量。
(2)800℃时，在体积2L的密闭容器中发生反应，随时间的变化如下表：
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
如图中A点处，__________(填“<”、“=”或“>”)，图中表示的变化的曲线是__________。
II.某研究性学习小组利用溶液和酸性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：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实验序号 实验温度/K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸) 溶液
A 293 2 0.02 4 0.1 0 6
B 2 0.02 3 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 1 t
(3)通过实验__________(填实验序号)可探究出浓度的改变对反应速率的影响。
(4)C组实验的反应速率__________。(用含有t的式子表示)
(5)同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是：
i.该反应为放热反应；
ii.__________。
III.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池(左图)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如右图所示，反应过程中有红棕色气体产生。
(6)时，原电池的负极是Al片，此时正极的电极反应式是__________。
(7)时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是__________。
参考答案
1．答案：A
解析：A.升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，A错误；
B.二氧化锰在过氧化氢的分解反应中作催化剂，能加快反应速率，B正确；
C.可逆反应的反应物不可能完全转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到100%，C正确；
D.相同质量的碳酸钙粉末比块状的表面积大，反应物和液体的接触面积更大，反应速率更快，D正确；
故选A。
2．答案：D
解析：A.燃烧是放热反应，甲烷在氧气中燃烧放热，故不选A；
B.中和反应放热，氢氧化钠溶液与盐酸的反应是放热反应，故不选B；
C.金属与酸反应放热，锌与稀硫酸的反应是放热反应，故不选C；
D.铵盐与碱反应吸热，氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应，故选D；
选D。
3．答案：C
解析：A.催化剂可以改变反应活化能，即催化剂能改变化学反应速率，A正确；
B.Y为反应物HCl，W为生成物，与解题思路一致，B正确；
C.反应制得1mol，不需要投入2molCuO，因为CuO为催化剂在反应中可循环利用，C错误；
D.图中转化涉及两个氧化还原反应，与解题思路一致，D正确；
故选C。
4．答案：B
解析：A.装置Ⅰ不能形成原电池，电流表指针不发生偏转，A错误；
B.装置Ⅱ构成原电池，电流表指针偏转，B正确；
C.装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，C错误；
D.装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，D错误；
答案选B。
5．答案：D
解析：A.生石灰和水反应生成氢氧化钙，属于放热反应，故A不选；
B.稀盐酸和氢氧化钠的反应生成氯化钠和水，属于放热反应，故B不选；
C.锌粉与稀硫酸的反应生成氢气和硫酸锌，属于放热反应，故C不选；
D.稀盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，属于吸热反应，故D选；
故选：D。
6．答案：B
解析：①由于X是固体，增加固体的量，不影响反应速率；②该反应有气体参加，增大压强，反应速率增大；③恒容条件下，通入惰性气体，未改变反应物的浓度，反应速率不变；④恒压充入惰性气体，导致体积增大，反应物浓度变小，反应速率减小；⑤通入Y，增加反应物浓度，反应速率增大。综上所述，②⑤符合题意。故选B。
7．答案：C
解析：A.2min后A、B、C的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故A正确；
B.前2min，A的分解速率为，故B正确；
C.根据图像可知，反应过程中A的浓度减小，B、C的浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据0~2min内浓度的变化量、，变化量与化学计量数成正比，可以确定反应为，故C错误；
D.据图可知2min时，A、B、C的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，比值为2:3:1，故D正确；
故答案为C。
8．答案：D
解析：A.该装置为原电池装置，电极a上甲烷发生失电子的氧化反应，为负极，电极b为正极，正极上氧气发生得电子的还原反应，故A错误；
B.原电池工作时电极a为负极，电极b为正极，阴离子移向负极，即在电解质中向a电极移动，电流方向在外电路是由正极b经导线流向负极a，故B错误；
C.b为正极，得到电变为，电极反应式为，故C错误；
D.负极反应式为，甲烷的物质的量为=0.00125mol，流入传感控制器电路的电子有0.00125mol=，故D正确。
答案选D。
9．答案：B
解析：A.锌活泼性比铜强，在电解质溶液稀硫酸中，锌失电子，化合价升高，被氧化，锌片溶解，故A正确；
B.铜片上氢离子得到电子，被还原，表面有气泡即氢气产生，故B错误；
C.锌失电子，化合价升高，被氧化，锌片溶解，故C正确；
D.电子从原电池负极经导线向正极移动，即电子从锌片经导线流向铜片，故D正确；
故答案为B。
10．答案：B
解析：A.反应不断消耗A，因此反应物A的浓度：a点大于b点，故A错误；
B.A的速率越来越大，说明可能是某种物质对反应起到的催化作用，故B正确；
C.曲线上的c、d两点不表示达到反应限度，当反应速率不变时即为反应的限度，故C错误；
D.根据图象得出平均反应速率：ab段小于bc段，故D错误。
综上所述，答案为B。
11．答案：C
解析：A.不带电荷，因氢元素的化合价为+1价，所以氧元素的化合价为-1价，A正确；
B.结合反应过程，该过程可描述为与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为，B正确；
C.随着的增大，活性炭上吸附的增多，生成增多，去除速率增大；继续增大时，将转化为，不利于活性炭对氨氮的吸附，C错误；
D.上述过程没有非极性键的断裂，但是有非极性键的形成，D正确；
故选C。
12．答案：C
解析：A.有的放热反应需要高温条件发生，如铝热反应是放热反应，但需要加热，选项A正确；
B.化学反应的特征：一是新物质生成，二是伴随着能量的变化，选项B正确；
C.浓硫酸溶于水是物理变化，为放热过程，不是放热反应，选项C不正确；
D.断键吸收能量，成键放出能量，化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的是对的，选项D正确；
答案选C。
13．答案：C
解析：A.由图可知该反应的，反应为吸热反应，A错误；
B.根据图中信息可知，1mol(g)和1mol(g)反应生成2molNO(g)，需吸收能量(946+498-632×2)kJ=180kJ，则生成吸收能量为90kJ，B错误；
C.化学性质稳定，是因为断开分子中的化学键需要吸收较多能量，每断裂1mol，需要吸收946kJ热量，C正确；
D.2molN(g)和2molO(g)成键形成2molNO(g)放出能量，则2molN(g)和2molO(g)总能量高于2molNO(g)总能量，但1molN(g)和1molO(g)总能量不一定比2molNO(g)能量高，D错误；
故选C。
14．答案：C
解析：A.内，平均反应速率v(B)==mol/(L min)，A不正确；
B.若起始时，n(D)=0，则时v(D)==mol/(L min)，此速率为min内物质D表示的平均反应速率，而不是时D表示的瞬时速率，B不正确；
C.升高温度时，反应物分子有效碰撞的次数增多，反应速率加快，则、、均增大，C正确；
D.由解题思路可知，b:d=0.06mol:0.10mol=3:5，D不正确；
故选C。
15．答案：C
解析：A.(II)催化剂中Ru的化合价为+2，失去1个电子，生成，Ru的化合价变为+3，失去1个质子后变为，相应的电荷数减1，此时Ru的化合价还是+3价，中N原子有1个孤电子对，变为M，N原子的孤电子对拆为2个单电子并转移为Ru一个电子，所以M中Ru显+2价，故A错误；
B.该过程有非极性键N-N键的形成，故B错误；
C.从整个过程来看，4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，故C正确；
D.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，故D错误；
选C。
16．答案：(1)
(2)曲线a
(3)；4
(4)；压强越大，CO的体积分数越小，对应的CO的体积分数逐渐增大，该反应向左移动，则
(5)正；
解析：(1)已知反应热反应物的键能和-生成物键能和，则的反应热；
(2)越大，CO的转化率越大，故曲线a表示的变化曲线；
(3)反应进行到20min时达到平衡，在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比，起始时总物质的量为3mol，压强为12.6MPa，平衡时压强为8.4MPa，则平衡时总物质的量为，设反应中参加反应的CO的物质的量为xmol，则：
故(2-2x)+(1-x)+x=2，解得x=0.5，
则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为；
该温度下的平衡常数；
(4)已知，平衡时温度升高平衡逆向移动，CO的体积分数增大，由图示可知压强越大，CO的体积分数越小，对应的CO的体积分数逐渐增大，该反应向左移动，则；
(5)①石墨2通入，发生还原反应生成，而原电池的正极发生还原反应，则石墨2为正极；
②石墨1为燃料电池的负极，甲醇被氧化生成，发生的电极反应式为。
17．答案：(1)-566.0
(2)；、CO；降低；
(3)阳；；；
解析：（1）；
故答案为： 566.0kJ/mol；
（2）①根据化合价变化，中C元素化合价由+4降低为+2价，，化合价降低可能生成CO，发生还原反应，为阴极反应，b为负极，阴极吸引阳离子发生还原反应，故水中的可能在阴极反应生成氢气，则阴极副产物为氢气、CO；
故答案为：；、CO；
②阳极水中的发生反应，，生成的氢离子与碳酸氢根反应，则碳酸氢钾的浓度降低；
故答案为：降低；
③根据解题思路，a为正极，得电子，；
故答案为：；
（3）根据图示，右侧区转化为，，发生还原反应，则右侧为正极，吸引阳离子；左侧转化为，；虚框内，转化为，，根据电荷守恒可知，需要补充的X为；
故答案为：阳；；；。
18．答案：(1)0.013；65%；b；bc
(2)>；；增大
解析：（1）①由表格可知，3s是NO的物质的量为：0.007mol，则转化了0.013mol，根据方程式，消耗0.013molNO，生成的物质的量为0.013mol；在第时，的物质的量已经不变，说明达到平衡状态，NO转化的物质的量为：0.013mol，转化率为；
②的物质的量从0开始增加，3s时，NO转化了0.013mol，浓度变化量为，故图中表示变化曲线的是b；
③a.每消耗，生成的，均为正反应方向，不能判断达到平衡状态，a错误；
b.各物质组分的物质的浓度不再改变，说明达到平衡状态，b正确；
c.该反应前后气体的分子数变化，气体总质量不变，当混合气体的平均相对分子质量不变时达到平衡状态，c正确；
d.气体总质量不变，容器体积不变，容器内密度始终保持不变，不能判断达到平衡状态，d错误；
故选bc；
（2）由图可知，M的物质的量增加，为生成物，N的物质的量减少，为反应物，时刻，N减少了4mol，M增加了2mol，故化学方程式为；
①时刻后M的物质的量仍在增加，说明未达到化学平衡状态，反应正向进行，正反应速率>逆反应速率；
②若，反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为：；
③升高温度，正逆反应速率均增大，故增大。
19．答案：(1)吸收；180
(2)>；b
(3)A、B
(4)
(5)产物是反应的催化剂
(6)
(7)Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
解析：（1）由图可知，1mol氮气与1mol氧气反应生成2mol一氧化氮时，反应物共价键断裂吸收的热量为946kJ/mol×1mol+498kJ/mol×1mol=1444kJ，生成物形成共价键放出的热量为632kJ/mol×2mol=1264kJ，则反应吸收的热量为1444kJ—1264kJ=180kJ，故答案为：吸收；180；
（2）由表格数据可知，图中曲线c表示一氧化氮浓度的变化，由方程式可知，一氧化氮浓度的减少量等于二氧化氮浓度的增加量，则曲线b表示二氧化氮浓度的变化；图中A点处一氧化氮的浓度没有达到最小值，说明反应未达到平衡，为正反应速率大于逆反应速率的平衡形成过程，故答案为：>；b；
（3）由表格数据可知，实验A、B探究浓度的改变对反应速率的影响，故答案为：A、B；
（4）由探究实验变量唯一化原则可知，实验中溶液的总体积应保持不变，则实验C中溶液总体积为6mL，草酸溶液的体积为6mL—2mL—1mL=3mL，由得失电子数目守恒可知，反应中草酸溶液过量，高锰酸钾溶液完全反应，所以由表格数据可知，C组实验的反应速率=，故答案为：；
（5）由图可知，时间内速率变快说明草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液的反应为放热反应，反应生成的锰离子是反应的催化剂，故答案为：产物是反应的催化剂；
（6）时，原电池的负极是铝片，则铜片为原电池的正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成二氧化氮和水，电极反应式为，故答案为：；
（7）时，原电池中电子流动方向发生改变说明铝片为原电池的正极，原因是铝在浓硝酸中钝化，致密的钝化膜阻碍反应的继续进行，故答案为：Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应。
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