2025-2026学年人教版化学必修第二册 第六章　化学反应与能量 单元测试（含答案）

第六章　化学反应与能量
(考查范围：第六章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列涉及原电池原理的是(　　)
A．“嫦娥五号”探测器使用的太阳能电池阵
B．“暖宝宝”中装有铁粉、活性炭、无机盐等
C．闪电时产生氮氧化物
D．含铜的铝片投入浓硫酸中放电
2．下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是(　　)
A．生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B．稀释浓硫酸；氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应
C．氢氧化钠和盐酸反应；二氧化碳和碳反应
D．工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置 装置一 装置二 装置三 装置四
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a
C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c
4．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
5．化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是(　　)
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B．所有的化学反应都伴有能量变化
C．图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能
D．图Ⅱ所示的反应为放热反应
6．中国科学院成功研发了一种新型的高性能、低成本的锂铝-石墨双离子电池。该电池放电时的总反应为Al-Li＋CxPF6===Al＋xC＋Li＋＋PF。下列关于该电池放电时的说法正确的是(　　)
A．Al-Li合金为负极，发生还原反应
B．Li＋向负极移动
C．CxPF6发生的电极反应为CxPF6＋e－===xC＋PF
D．正极和负极的质量变化相等
7．用活性炭处理汽车尾气的反应为：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)。下列关于该反应的说法不正确的是(　　)
A．该反应体现了NO的氧化性
B．降低NO浓度能够减慢反应速率
C．加入足量的活性炭可以使NO 100%转化
D．合适的催化剂可以加快反应速率
8．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应过程示意图如图所示：
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下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B．使用催化剂提高了该反应的反应速率
C．该反应中，CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量
D．示意图中：起始时的2个H2O在反应过程中并未都参与了反应
9．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198；P—O：360；OO：498。则1 mol白磷发生反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的热效应为(　　)
A．放出1 638 kJ的热量
B．吸收1 638 kJ的热量
C．放出126 kJ的热量
D．吸收126 kJ的热量
10．利用N2和H2在催化剂表面合成氨气，该反应的微观历程及能量变化的示意图如下所示，用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是(　　)
A．催化剂在吸附N2、H2时，催化剂与气体之间的作用力为化学键
B．在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子
C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
D．使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少
11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
12．硝酸工业尾气中的NO、NO2等大气污染物，可用碱性溶液吸收处理。实验室用纯碱溶液吸收NOx，并制备亚硝酸钠(原理为2Na2CO3＋NO＋NO2＋H2O===2NaNO2＋2NaHCO3)，流程如下图所示。下列说法不正确的是(　　)
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A．用铜粉替代铜片可加快“制气”速率
B．控制NOx的通入速率，可提高“吸收”效率
C．“结晶”后的操作通常是过滤、洗涤、干燥
D．利用“焰色试验”可检验NaNO2中是否含
13．反应X===2Z经历两步：①X―→Y，②Y―→2Z。反应体系中X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
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A．曲线c为n(Z)随t变化的曲线
B．0～t1时间段内，反应速率v(X)＝v(Y)＝v(Z)
C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3时，n(Z)＝2n0－n(Y)
二、非选择题：本题共4小题，共61分。
14．(9分)一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)此反应的化学方程式中＝________。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为_______________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)下列叙述中，能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母序号)。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
E．混合气体的压强不随时间的变化而变化
F．N的质量分数在混合气体中保持不变
15．(18分)为了深入探究某个化学问题，往往需要我们依据一定的原理作出假设，并设计一定的化学实验方案。某化学兴趣小组的同学，对实验室制备氧气的若干问题进行如下探究：
[探究一]为探究影响过氧化氢溶液分解速率的某种因素，A小组记录了如下实验数据：
实验编号 过氧化氢溶液的质量 过氧化氢溶液的浓度 MnO2的质量 相同时间内产生O2的体积
Ⅰ 50.0 g 1% 0.1 g 9 mL
Ⅱ 50.0 g 2% 0.1 g 16 mL
Ⅲ 50.0 g 4% 0.1 g 31 mL
(1)写出本实验中反应的化学方程式
____________________________；测量O2体积的装置是________(填字母序号)。
(2)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，影响过氧化氢溶液分解速率的因素是____________________________________________________。
[探究二]B小组查阅资料得知：在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂。于是他们用天平称量0.2 g氧化铜，取5%过氧化氢溶液5 mL于试管中，进行如图2所示实验：
图2
(3)填表：
步骤③的现象 步骤⑥的结果 步骤⑦的现象 结论
________ 称得氧化铜的质量为____ 将固体加入盛有过氧化氢溶液的试管中，并把带火星的木条伸入试管，观察现象 在过氧化氢溶液的分解实验中，氧化铜也能作催化剂
(4)步骤①的目的是
_________________________________________________________________
(5)步骤④需用到的仪器有铁架台(带铁圈)、烧杯、________、________。
(6)步骤⑦中应选用________的过氧化氢溶液。
(7)过氧化氢能将二氧化硫氧化，反应的离子方程式为___________________________________________________________________。
16．(15分)能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
(1)下列过程的能量变化与图相符的是________(填字母序号)。
A．铝热反应
B．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
C．铁在氯气中燃烧
(2)工业上冶炼铝时，电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3的原因是____________________________________________________________________。
(3)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是________(填字母序号)。
(4)某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了下图所示的原电池装置。
①b电极为________极，a电极的电极反应为___________________________________________ 。
②电路中有0.4 mol电子通过时，溶液质量增加________g。
(5)科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，其工作原理如下图所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极________(填“A”或“B”，下同)流向用电器。内电路中阳离子向电极________移动。
17．(19分)某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。根据原电池原理回答下列问题：
(1)若a和b不连接，铁片上发生的反应的离子方程式为_______________________________。
(2)①若a和b用导线连接时，________(填“Cu”或“Fe”)作负极，负极发生的电极反应为________________________，溶液中SO向________(填“Cu”或“Fe”)极移动。
②若起始时铁和铜的质量相等，CuSO4溶液的体积为500 mL，将a和b用导线连接。一段时间后，铁片和铜片质量相差1.2 g，则导线中流过电子的物质的量为________ mol(不考虑其他形式能量转化)。
(3)锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移到MnO2晶格中，生成LiMnO2。
①电池的正极反应为________________，每转移2 mol电子，生成________g LiMnO2。
②不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是
__________________________________________。
③MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________
第六章　化学反应与能量
(考查范围：第六章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．B　解析：太阳能电池将太阳能转化为电能，A错误；“暖宝宝”中铁与活性炭形成了原电池，增大了铁的氧化速率，从而更快地释放出热量，B正确；闪电不涉及化学能转化为电能，C错误；铝在浓硫酸中钝化，不能继续反应，不能形成原电池，D错误。
2．C　解析：生石灰溶于水生成氢氧化钙是放热反应；锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气是放热反应，A项错误。稀释浓硫酸放热，是物理变化，不是放热反应；氯化铵和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，B项错误。氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，是放热反应；二氧化碳和碳反应生成一氧化碳是吸热反应，C项正确。工业煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，是吸热反应；化石燃料燃烧是放热反应，D项错误。
3．C　解析：装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c。
4．C　解析：10 mL溶液中含有H2O2物质的量为0.01 L×0.40 mol·L－1＝0.004 mol，6 min时，氧气的物质的量为0.022 4 L÷22.4 L·mol－1＝0.001 mol，根据三段式法解题：
　　　　　　　2H2O22H2O＋O2↑
初始物质的量/mol　　0.004　　　 0
变化物质的量/mol 0.002 0.001
6 min物质的量/mol 0.002 0.001
则0～6 min时间内，Δc(H2O2)＝0.002 mol÷0.01 L＝0.20 mol·L－1，所以v(H2O2)＝0.2 mol·L－1÷6 min≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A正确；随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，又由于反应物的浓度越小，反应速率越慢，所以6～10 min的平均反应速率小于前6 min的平均速率，即＜3.3×10－2 mol·L－1·min－1，B正确；6 min时，c(H2O2)＝0.002 mol÷0.01 L＝0.20 mol·L－1，C错误；6 min时，H2O2的分解率为×100%＝50%，D正确。
5．C　解析：A项，化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，因为断裂旧键要吸收能量、形成新键要放出能量，正确；B项，能量变化是化学反应的基本特征之一，正确；C项，图Ⅰ所示的装置不是原电池，故不能将化学能转变为电能，不正确；D项，图Ⅱ所示的反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故其为放热反应，正确。
6．C　解析：Al-Li为合金，两种元素的化合价均为0价，在放电总反应中Li转化为Li＋，失电子化合价升高，发生氧化反应，A错误；在原电池中，阳离子向正极移动，Li＋应向正极移动，B错误；放电总反应中Li转化为Li＋，失电子化合价升高，Al-Li合金为负极，CxPF6为正极，正极发生还原反应，电极反应为CxPF6＋e－===xC＋PF，C正确；每转移1 mol电子，负极1 mol Li转化为Li＋，进入电解质，负极质量减少7 g，正极的电极反应为CxPF6＋e－===xC＋PF，1 mol PF进入电解质，正极质量减少145 g，正极和负极的质量变化不相等，D错误。
7．C　解析：在反应C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)中，N元素的化合价由＋2价降低至0价，NO被还原，因此该反应体现了NO的氧化性，故A正确；减小反应物浓度，化学反应速率将降低，故B正确；该反应为可逆反应，因此反应物无法完全转化为生成物，故C错误；催化剂能降低化学反应的活化能，因此合适的催化剂可以加快反应速率，故D正确。
8．D　解析：根据图示可知，过程Ⅰ和过程Ⅱ中水分子中的O—H断裂，化学键断裂吸热，故A正确；使用催化剂可以降低反应物的活化能，从而提高反应速率，故B正确；该反应为放热反应，CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量，故C正确；从示意图中可知，2个H2O中的O—H都发生断裂，因此2个H2O都参与了反应，故D错误。
9．A　解析：由反应的热化学方程式知，该反应的能量变化包括1 mol P4、3 mol O2断裂键吸收的能量和1 mol P4O6成键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol P—P，3 mol O2含3 mol OO，1 mol P4O6含12 mol P—O，故放出热量和吸收热量的差值为360 kJ×12－(198 kJ×6＋498 kJ×3)＝1 638 kJ，即放出1 638 kJ的热量。
10．B　解析：A项，催化剂与气体之间的作用力不是化学键，错误；B项，由题图中可知，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子，然后生成2个氨分子，生成氨分子之前是氢原子和氮原子，正确；C项，合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，错误；D项，催化剂不会改变反应的热效应，即使用催化剂，合成氨反应放出的热量不会变化，错误。
11．D　解析：当反应速率保持不变的时候，反应达到平衡状态，显然c点反应没有达到平衡，A错误；随着反应的进行，反应物的浓度会越来越小，故反应物浓度a点大于b点，B错误；如果只考虑浓度对反应速率的影响，正反应速率应该越来越小，但是由题图可知，a、b、c三点速率越来越大，这说明反应是放热的，故反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；题图中曲线a～b正下方的面积代表Δt1时间段内SO2的转化浓度，曲线b～c正下方的面积代表Δt2时间段内SO2的转化浓度，显然曲线b～c正下方的面积大，故b～c段SO2的转化率大，D正确。
12．D　解析：用铜粉替代铜片可增大反应物的接触面积，加快“制气”速率，故A正确；控制NOx的通入速率，可使气体被充分吸收，从而提高“吸收”效率，故B正确；“结晶”后得到晶体，是从溶液中得到晶体，其操作通常是过滤、洗涤、干燥，故C正确；NaNO2和NaHCO3的焰色均是黄色的，不能利用“焰色试验”检验NaNO2中是否含NaHCO3，故D错误。
13．C　解析：反应X===2Z经历两步：①X―→Y：②Y―→2Z，则X的物质的量随时间逐渐减小，Z的物质的量随时间逐渐增大，Y的物质的量随时间先增大后减小，X、Y、Z分别对应曲线a、c、b，A错误；0～t1时间段内，X的消耗量大于Y和Z的生成量，则v(X)>v(Y)＝v(Z)，B错误；t2时刻，Y的物质的量呈现下降的趋势，说明其消耗速率大于生成速率，C正确；根据反应
由图可知，t3时n(X)＝0，则n0＝n(Y)＋，则n(Z)＝2n0－2n(Y)，D错误。
二、非选择题：本题共4小题，共61分。
14．
答案：(1)2　(2) mol·L－1·min－1　(3)CEF
15．
解析：(1)反应是过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，用排水法测量产生气体的体积时，导管应该短进长出。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的变量是过氧化氢溶液的浓度，因此影响过氧化氢溶液分解速率的因素是过氧化氢溶液的浓度。(3)过氧化氢分解生成了O2，O2能使带火星的木条复燃，反应前后催化剂的质量不变，因此步骤⑥称得氧化铜的质量仍然是0.2 g。(4)在加入氧化铜之前，测试过氧化氢的分解情况，做对照组。(5)过滤需要铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒。(6)步骤⑦是为了检验氧化铜的化学性质有没有变化，重复②③前应该选用相同体积、相同浓度的过氧化氢溶液。(7)过氧化氢将二氧化硫氧化为硫酸，反应的离子方程式为H2O2＋SO2===2H＋＋SO。
答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑　c
(2)过氧化氢溶液的浓度
(3)带火星的木条复燃　0.2 g　(4)做对照实验
(5)漏斗　玻璃棒　(6)5 mL 5%
(7)H2O2＋SO2===2H＋＋SO
16．
解析：(1)由图可知，反应是吸热反应，符合条件的是Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应。(2)AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，而Al2O3是离子化合物，熔融状态下能导电，因此选择电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3。(3)A中酒精不是电解质溶液，不能导电；B中没有自发进行的氧化还原反应；C中两个电极和电解质溶液形成了闭合回路，有自发进行的氧化还原反应，构成了原电池；D中没有形成闭合回路；因此能将化学能转化为电能的是C。(4)由Cl－的移动方向推断b是负极，a是正极,正极上Fe3＋得电子生成Fe2＋：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，溶液增加的质量是Zn2＋的质量，由得失电子守恒得 2 mol e－～65 g Zn2＋，因此电路中有0.4 mol电子通过时，溶液质量增加13 g。(5)燃料电池中通入O2的一极是正极，即B为正极，A为负极，电子从A极流出；阳离子向正极（即B极）移动。
答案：(1)B　(2)AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，而Al2O3是离子化合物，熔融状态下能导电　(3)C　(4)①负　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　②13　(5)A　B
17．
解析：(1)已知Fe比Cu活泼，a和b不连接时，发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(2)①已知Fe比Cu活泼，若a和b用导线连接时，则Fe作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，溶液中SO向负极（即铁电极）移动。②若起始时铁和铜的质量相等，CuSO4溶液的体积为500 mL，将a和b用导线连接，铁电极上的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，铜电极上的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故当电路上通过2 mol电子时，铁片和铜片质量相差56 g＋64 g＝120 g，则一段时间后，铁片和铜片质量相差1.2 g，导线中流过电子的物质的量为×2 mol＝0.02 mol。(3)①由分析可知，MnO2作正极，电极反应为MnO2＋Li＋＋e－===LiMnO2，根据电极反应可知，每转移2 mol电子，生成LiMnO2的质量为2 mol×94 g·mol－1＝188 g。②金属Li性质活泼，能与水反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。③MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，此过程Mn的化合价升高，故KClO3中Cl的化合价降低，该反应的化学方程式为3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O。
答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(2)①Fe　Fe－2e－===Fe2＋　Fe　②0.02
(3)①MnO2＋Li＋＋e－===LiMnO2　188　②金属Li很活泼，能与水反应　③3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O
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