2017-2018学年人教版化学必修2第二章　化学反应与能量单元测评

第二章　化学反应与能量
单元测评(二)A
[时间：45分钟　分值：100分]
一、选择题(本题包括14小题，每小题4分，共56分，每小题只有一个正确答案)
1．目前，某市电能的主要来源是火力发电。下列关于火力发电过程中能量转化关系的描述，正确的是(　　)
A．化学能转化成机械能再转化成电能
B．化学能转化成热能再转化成电能
C．化学能转化成机械能再转化成热能再到机械能
D．化学能转化成热能再转化成机械能再到电能
2．下列反应过程中的能量变化符合如图CA2-1的是(　　)
图CA2-1
A. 酸与碱的中和反应
B. 镁与盐酸的反应
C. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl两种晶体混合搅拌
D. 葡萄糖在生物体内氧化生成CO2
3．下面是某同学做完铜-锌-硫酸原电池的实验(见图CA2-2)后得出的结论，正确的是(　　)
图CA2-2
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种金属
B．在该原电池中，铜作负极
C．电子通过硫酸溶液由锌流向铜，在铜电极上被氢离子得到而放出氢气
D．铜锌原电池工作时，若有13 g锌溶解，则电路中就有0.4 mol电子通过
4．现有A、B、C、D四种金属片：
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中，B表面变黑并逐渐溶解；
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，C发生氧化反应；
③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况，下列说法中正确的是(　　)
A．在①中，金属片B发生还原反应
B．在②中，金属片C作正极
C．如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，则金属片D上有气泡产生
D．上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是A＞B＞C＞D
5．如图CA2-3所示装置，电流计指针发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的(　　)21cnjy.com
图CA2-3
A．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
B．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
C．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4
D．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
6．CO和NO都是汽车尾气的有害物质，它们能缓缓地发生反应生成氮气和二氧化碳。对此反应下列叙述正确的是(　　)【来源：21cnj*y.co*m】
A．使用催化剂不改变反应速率
B．减小CO和NO的浓度能加快反应速率
C．升高温度能加快反应速率
D．改变压强对反应速率无影响
7．下列有关零排放车载燃料电池的叙述正确的是(　　)
图CA2-4
A．正极通入H2，发生还原反应
B．负极通入H2，发生还原反应
C．导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移向负极
D．总反应式为2H2＋O2===2H2O
8．对于反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)，下列化学反应速率的表示中，反应速率最快的是(　　)2·1·c·n·j·y
A．v(N2)＝0.40 mol·L－1·s－1
B．v(H2)＝0.80 mol·L－1·s－1
C．v(H2)＝0.60 mol·L－1·s－1
D．v(NH3)＝1.2 mol·L－1·min－1
9．在一定条件下的定容密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g) ?C(g)＋D(g)，当下列物理量不再变化时，不能表明该反应已达平衡的是(　　)21*cnjy*com
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．B的物质的量浓度
D．混合气体的平均相对分子质量
图CA2-5
10．将用导线连接的电极X、Y插入装有稀硫酸的烧杯中(外电路中电子流向如图CA2-5所示)。根据图示判断正确的是(　　)【版权所有：21教育】
A．外电路中电流方向为X→Y
B．若电极材料分别为铁棒和碳棒，则Y为铁棒
C．X极上发生还原反应
D．若电极材料都是金属棒，则金属活动性X＞Y
11．一定量的锌粉和6 mol·L－1的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，又不影响产生H2总量的是(　　)21教育名师原创作品
①石墨粉　②CuO　③铜粉　④锌粒　⑤浓盐酸　⑥KNO3溶液　⑦CuCl2
A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑦ D．①⑤⑥
12．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
图CA2-6
13．氢氧燃料电池是一种新能源。如图CA2-6为氢氧燃料电池示意图。下列说法不正确的是(　　)
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. A极是正极，B极是负极
C．电子由A极通过导线流向B极
D．产物为无污染的水，属于环境友好型电池
14．一定条件下，在体积为10 L的固定密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应过程如图CA2-7所示。
图CA2-7
下列说法正确的是(　　)
A．t1 min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1　　
D．10～12 min，正反应速率小于逆反应速率
二、填空题(本题共3小题，共44分)
15．(16分)某学习小组探究金属与不同酸反应的差异，以及影响反应速率的因素。
实验药品：2.0 mol/L盐酸、4.0 mol/L盐酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸，相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去)；每次实验各种酸的用量均为50.0 mL，金属用量均为9.0 g。
(1)帮助该组同学完成以下实验设计表。
实验目的
实验编号
温度
金属铝的形态
酸及浓度
1.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响
2．实验②和③探究________________
3．实验②和④探究金属规格(铝片，铝粉)对该反应速率的影响
4．实验①和⑤探究铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异
①
______
铝片
______
②
25 ℃
铝片
2.0 mol/L
盐酸
③
35℃
铝片
2.0 mol/L
盐酸
④
______
铝粉
______
⑤
25 ℃
铝片
2.0 mol/L
硫酸
(2)该小组同学在对比①和⑤实验时发现①的反应速率明显比⑤快，你能对问题原因作出哪些假设或猜想？(列出一种即可)______________________________。
16．(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。电池装置如图CA2-8所示，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。
图CA2-8
请回答下列问题：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是____________________，在导线中电子流动方向为______________(用a、b表示)。21世纪教育网版权所有
(2)负极反应式为__________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因是_____________________。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能。因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是__________。
②已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为________。21教育网
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为__________mol。【来源：21·世纪·教育·网】
17．(14分)化学反应速率与限度和生产、生活密切相关。
(1)A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200 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)：21·世纪*教育网
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL(标准状况)
100
240
464
576
620
①反应速率最大的时间段是(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 )_ ____min，原因是________。www-2-1-cnjy-com
②求2～3 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________(设溶液体积不变)。
(2)B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列________(填写代号)以减慢反应速率。
A．蒸馏水 B．冰块 C．HNO3溶液 D．CuSO4溶液
图CA2-9
(3)某温度下在10 L密闭容器中，3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图CA2-9所示。【出处：21教育名师】
①该反应的化学方程式是______________。
②求在该条件下达到反应的限度(平衡状态)时反应物的转化率(请写出计算过程，计算结果保留三位有效数字)。21*cnjy*com
1.D　[解析] 火力发电是通过煤等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸汽膨胀做功转化为涡轮机的机械能，涡轮机带动发电机转动将机械能转化为电能。
2.C　[解析] 酸与碱的中和反应是放热反应，故A错误； 镁和盐酸反应是放热反应，故B错误；Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，故C正确；葡萄糖在生物体内氧化是放热反应，故D错误。21·cn·jy·com
3.D　[解析] 构成原电池正、负极的材料不一定是两种金属，可能是金属和导电的非金属，如石墨，A项错误；锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，B项错误；电子只能经过外电路，溶液中由离子定向移动导电，C项错误；铜、锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中通过的电子为×2＝0.4 mol，D项正确。www.21-cn-jy.com
4.C　[解析] 在①中，金属片B作负极，负极上失电子发生氧化反应，故A错误；在②中，金属片C作负极、D作正极，故B错误；B的金属性大于D，如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，B作负极、D作正极，则金属片D上有气泡产生，故C正确；通过以上分析知，上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是B＞A＞C＞D，故D错误。
5.A　[解析] 原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子而溶解，是负极，a极上金属离子得电子，是正极，电解质溶液中应含有能得电子的金属离子。
6.C　
7.D　[解析] 该燃料电池为氢氧燃料电池，其总反应式为2H2＋O2===2H2O，该燃料电池是通过质子（H＋）来传递电荷的，但H＋在电池的内部应由负极（产生H＋）定向移动至正极（消耗H＋），负极通入H2，发生氧化反应，正极通入O2，发生还原反应。
8.A
9.A　[解析] 反应两边气体的化学计量数相等，压强一直不变，A项错误；混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，达平衡状态，B项正确；B的物质的量浓度不变，说明正、逆反应速率相等，达平衡状态，C项正确；混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，D项正确。
10.D　[解析] 外电路的电子流向为X→Y，电流方向与其相反，A错；X极失电子，作负极，X极上发生氧化反应，若两电极分别为铁棒和碳棒，则X为铁棒，Y为碳棒，B、C错。
11.B　[解析] ①加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故①正确；②加入CuO，与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应，但与盐酸反应的锌的量减少，生成氢气的总量减少，故②错误；③加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故③正确；④加入锌粒，产生H2的总量增大，故④错误；⑤加入浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故⑤正确；⑥加入KNO3溶液，在酸性条件下与锌反应生成NO，不生成氢气，影响生成氢气的总量，故⑥错误；⑦加入CuCl2，锌置换铜，形成原电池，消耗锌，生成氢气的总量减少，生成氢气的速率增大，故⑦错误。
12.C　[解析] 该电池的负极反应式为2Li－2e－===2Li＋，正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑；要构成闭合电路，OH－应向负极移动，C错误。
13.B　[解析] 燃料电池为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A正确；氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，则通入氧气的电极为正极，故B错误；电子从负极A沿导线流向正极B，故C正确；该电池总反应式为2H2＋O2===2H2O，水对环境无污染，所以属于环境友好型电池，故D正确。
14.B　[解析] t1 min时，只是X和Y的物质的量相等，没有达到平衡状态，说明正逆反应速率不相等，A项错误；根据图像，Y表示H2的物质的量随时间的变化关系，X表示NH3的物质的量随时间的变化关系，B项正确；0～8 min，H2的平均反应速率v（H2）＝0.011 25 mol/（L·min），C项错误；10～12 min反应正向进行，则v正>v逆，D项错误。
15.（1）温度对反应速率的影响 ①25 ℃　4.0 mol/L盐酸 ④ 25 ℃　2.0 mol/L盐酸
（2）Cl－能够促进Al与H＋的反应（或SO对Al与H＋的反应起阻碍作用）
[解析] （1）根据实验目的可知：实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响，则除盐酸浓度不同外，其他条件必须完全相同，所以①的温度为25 ℃，酸及浓度为4.0 mol/L盐酸；根据实验②和③的数据可知，除温度不同外，其他条件完全相同，则实验②和③探究的是反应温度对反应速率的影响；实验②和④探究金属规格（铝片，铝粉）对该反应速率的影响，则除铝的规格不同以外，其他条件必须完全相同，所以④中温度为25 ℃、酸及浓度为2.0 mol/L盐酸。（2）对比①和⑤实验可知，只有Cl－和SO不同，其他条件完全相同，①的反应速率明显比⑤快，说明Cl－能够促进Al与H＋的反应或SO对Al与H＋的反应起阻碍作用。2-1-c-n-j-y
16.（1）由化学能转变为电能　由a到b
（2）2H2＋4OH－－4e－===4H2O（或H2＋2OH－－2e－===2H2O）
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率
（4）①Li　H2O　②8.7×10－4　③32
17.（1）①2～3　该反应放热，随着反应的进行，溶液温度升高，反应速率加快
②0.1 mol/（L·min） （2）AB　（3）①2C??A＋3B　②66.7%
[解析] （1）①从表中数据看出2～3 min收集的氢气比其他时间段多，虽然反应中c（H＋）下，但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高。
②在2～3 min时间段内，生成标况下氢气的体积为464 mL－240 mL＝224 mL，n（H2）＝0.01 mol，由2HCl～H2可知：消耗盐酸的物质的量为0.02 mol，则v（HCl）＝＝0.1 mol/（L·min）。
（2）加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H＋的物质的量不变，生成氢气的量也不变，满足条件，A项正确；加入冰块后温度降低且溶液的浓度减小，反应速率减小，H＋的物质的量不变，生成氢气的量也不变，满足条件，B项正确；加入HNO3溶液，硝酸具有强氧化性，与金属反应生成NO，不会生成氢气，C项错误；加入CuSO4溶液，锌与铜离子反应生成铜，构成铜锌原电池，加快了反应速率，D项错误。
（3）①由图像可以看出，反应中A、B的物质的量增加，C的物质的量减少，则A、B为生成物，C为反应物，且Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）＝1 mol∶3 mol∶2 mol＝1∶3∶2，则反应的化学方程式为2C?A＋3B。
②C为反应物，其初始物质的量为3 mol，平衡时为1 mol，则C的转化率为×100%＝66.7%。