人教版高中化学必修二第二章《 化学反应与能量》单元检测题（解析版）

必修二第二章《 化学反应与能量》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　)
A． 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B． 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C． 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D． 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
2.合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其反应速率可以用v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示，则下列关系正确的是(　　)
A．v(H2)＝v(N2)＝v(NH3)
B．v(N2)＝2v(NH3)
C．v(H2)＝v(NH3)
D．v(N2)＝3v(H2)
3.糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是(　　)
A． 该电池不宜在高温下工作
B． 该电池为酸性介质时的正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C． 放电过程中，电池内阳离子向正极迁移
D． 该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料，完全氧化时负极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋
4.可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如下图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．t1时，只有正方向反应
B．t2时，反应未达到限度
C．t2～t3，正、逆反应速率相等
D．t2～t3，各物质的浓度相等
5.下列图示的装置属于原电池的是(　　)


A． ①②⑥⑧
B． ③④⑤⑦
C． ③④⑥⑦
D． ③④⑤⑥⑦⑧
6.恒容密闭容器中发生反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，下列状态中不能表明该反应达到平衡状态的是(　　)
A． 断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍
B． 混合气体平均相对分子质量不再改变
C． 单位时间内消耗水与生成氢气的质量比为9∶1
D． 混合气体的物质的量不再发生变化
7.小明做完铜锌原电池(稀硫酸为电解质溶液)的实验后，得出的下列结论和认识中正确的是(　　)
A． 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B． 由铜、锌作电极与稀硫酸溶液组成的原电池中铜是负极
C． 电子通过稀硫酸溶液由锌流向铜，通过溶液时被氢离子得到而放出氢气
D． 铜锌原电池工作时，溶液的酸性降低
8.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示：

其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后，电池即可输出电能。
该电池的总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
下列说法中正确的是(　　)
A． 正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2
B． 放电过程中，Li＋向负极移动
C． 每转移0.1 mol电子，理论上生或20.7 g Pb
D． 常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
9.下列说法中不正确的是(　　)
A． 普通干电池工作时将化学能转化为电能
B． 锌锰干电池中，锌电极是负极
C． 锌锰干电池属于一次电池
D． 锌锰干电池中，锌电极发生还原反应
10.下列物质的变化过程中，化学键没有被破坏的是(　　)
A． 冰融化为液态水
B． 氯化钠受热熔化
C． 氢氧化钠溶于水中
D． 氯化氢溶于水得到盐酸
11.某同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是(　　)
A． 电极材料为铁和锌，电解质溶液为氯化铁溶液
B． 电极材料为铁和铜，电解质溶液为硝酸铁溶液
C． 电极材料为铁和石墨，电解质溶液为氯化亚铁溶液
D． 电极材料为石墨，电解质溶液为氯化铁溶液
12.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，下列说法正确的是(　　)
A． 保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2，化学反应速率不变
B． 保持容器容积不变，向其中加入1 mol Ar，化学反应速率增大
C． 保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol Ar，化学反应速率不变
D． 保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，化学反应速率不变
13.下列说法不正确的是(　　)
A． 化学反应中常伴有能量的变化
B． 化学反应中一定有化学键的断裂与形成
C． 化学键断裂时吸收能量，化学键形成时放出能量
D． 伴有能量变化的过程中一定有化学键的变化
14.已知反应C＋O2===CO2为放热反应，对该反应的下列说法正确的是(　　)
A． 碳的能量一定高于二氧化碳
B． 氧气的能量一定高于二氧化碳
C． 碳和氧气的总能量一定高于二氧化碳的能量
D． 碳和氧气的能量一定低于二氧化碳的能量
15.下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是(　　)
A． 化石能源物质内部蕴含着大量的能量
B． 绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C． 物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用
D． 吸热反应没有利用价值
二、填空题
16.回答下列问题：
(1)下图是等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景，产生二氧化碳气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是________，当反应结束时，A、B中消耗的盐酸的质量之比为________。

(2)实验过程中我们还能感受到碳酸钠与盐酸反应时是放热反应，而碳酸氢钠与盐酸反应时表现为吸热。在A、B试管的反应过程中，反应体系的能量变化的总趋势分别对应于A为________，B为________(填“a”或“b”)。

17.分析锌锰电池构造示意图，回答下列问题：
(1)普通锌锰电池的构造如图(a)所示。

①该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
②若电解质含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是________________________________________________________________________。
③普通锌锰电池的缺点有_________________________________________________。
_______________________________________________________________________。
(2)碱性锌锰电池的构造如图(b)所示。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是________________________________________________________________________。

18.氢气是未来理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。
试完成下列问题：
(1)太阳光分解海水时，实现了从________能转化为________能，二氧化钛作________。
(2)生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转化为________能。水分解时，断裂的化学键有________键、分解海水的反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极：H2＋O2－－2e－===H2O；B极：O2＋4e－===2O2－。则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
19.回答下列问题：
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的目的是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)煤燃烧时，通入适当过量空气的原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)煤燃烧时，应选择的炉膛材料是______________________________，理由是________________________。
(4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是
________________________________________________________________________。
20.回答下列问题：
(1)燃煤发电是能量转换的过程，煤燃烧是由__________能转化为__________能，然后通过蒸汽，再转化为____________能，最后通过发动机，转化为____________能。
(2)火力发电的缺点是___________________________________________________________。
三、实验题
21.按照下图所示的操作步骤，完成铝与盐酸反应的实验。

回答下列问题：
(1)实验过程中观察到的实验现象是________________________________________________。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式________________________________________________。
(3)该反应是放热反应还是吸热反应________________________________________________。
22.如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，试回答下列问题：

(1)实验中观察到的现象是_______________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是_______________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：_________________________________________________。
(4)由实验推知，氯化镁溶液和氢气的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
四、计算题
23.常温下，将amol氮气与bmol氢气的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，则a值为________。
(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中氨气体积分数为25%，平衡时氨气的物质的量为________。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)n始∶n平＝________。
(4)原气体中a∶b＝________。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝________。
(6)达到平衡时混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝________。


答案解析
1.【答案】C
【解析】锌锰干电池中碳棒为正极，本身不参加电极反应；氢氧燃料电池是将化学能直接转变为电能；太阳能电池的主要材料是高纯度的单质硅，而不是二氧化硅。
2.【答案】C
【解析】根据同一个化学反应中，各物质的反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2。
3.【答案】D
【解析】酶在高温下会失去活性，该电池不宜在高温下工作。
该电池为酸性介质时，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
该电池为碱性介质时，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
负极反应式为C6H12O6＋36OH－－24e－===6CO＋24H2O。
4.【答案】C
【解析】由图可知，在t1时可逆反应未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率；t1～t2正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大；t2时刻反应达到平衡状态(反应达到限度)，正反应速率与逆反应速率相等，t2～t3为平衡状态，反应并没有停止，v正＝v逆，各物质的浓度不再发生变化，但不一定相等。
5.【答案】C
【解析】构成原电池的条件为两极为活动性不同的金属(或金属与石墨)、电解质溶液、导线连接或直接接触、构成闭合回路。其中①②缺少另一电极材料；⑤中的酒精是非电解质；⑧没有构成闭合回路，故不能构成原电池。
6.【答案】C
【解析】①对于有固体参与的气体反应，在定容密闭容器内，混合气体的质量、密度、平均相对分子质量等不再变化时，反应达到平衡状态。
②断裂氢氧键速率与断裂氢氢键速率之比为2∶1，说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到平衡状态。
③反应中消耗水和生成氢气表示的都是正反应，无法判断正反应速率和逆反应速率相等。
④该反应前后气体的分子数不相等，混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态。
7.【答案】D
【解析】构成原电池正极与负极的材料可以是活动性不同的两种金属，也可以是金属与导电的非金属。在铜、锌与稀硫酸组成的原电池中，由于锌的活动性大于铜，锌为负极，失去的电子沿导线流向正极，溶液中的氢离子在正极上得到电子发生还原反应，溶液的酸性降低。
8.【答案】D
【解析】正极发生还原反应，得到电子，故A错误；电解质溶液中阳离子向正极移动，故B错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb，为10.35 g，故C错误；依据题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下指针不偏转，D正确。
9.【答案】D
【解析】干电池工作时将化学能转化为电能，锌锰干电池中，锌电极是负极，发生氧化反应。
10.【答案】A
【解析】离子化合物(如氯化钠、氢氧化钠等)受热熔化时，化学键被破坏；电解质溶于水发生电离(如氯化氢、硫酸、氢氧化钠、氯化钠等)，其化学键被破坏。
11.【答案】B
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Fe－2e－=== Fe2＋，正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。铁作负极，活动性比铁弱的金属或导电非金属作正极，电解质溶液中应含有铁离子(Fe3＋)。
12.【答案】D
【解析】①恒温恒容时，充入与反应相关的气体，其浓度增大，化学反应速率增大；
恒温恒容时，充入惰性气体，参加反应的气体浓度不变，化学反应速率不变。
②恒温恒压时，充入与反应相关的气体，体积增大，其浓度不变，化学反应速率不变；
恒温恒压时，充入惰性气体，体积增大，参加反应的气体浓度减小，化学反应速率减小。
13.【答案】D
【解析】化学反应的本质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成，前者吸收的总能量与后者放出的能量不同，因此化学反应中常伴有能量的变化。物质变化过程中有能量变化，不一定有化学键的断裂与形成，如白炽灯工作时发光发热等。
14.【答案】C
【解析】该反应为放热反应，其反应物的总能量高于生成物的总能量，即碳和氧气的总能量一定高于二氧化碳的能量。
15.【答案】D
【解析】吸热反应能使周围环境的温度降低，可用于致冷降温；利用吸热反应C＋CO2===2CO，在钢铁冶炼中可以获得更多的还原剂一氧化碳。
16.【答案】(1)碳酸氢钠　 53∶84
(2)b　a
【解析】根据图中所示的反应现象确定A为碳酸氢钠，B为碳酸钠，
设两种固体质量均为m，消耗盐酸的质量为x、y。
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；
＝
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
＝
x＝，y＝，＝＝。
17.【答案】(1)①Zn(锌)　正极　②锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　③在使用过程中，锌会逐渐溶解，使锌外壳逐渐变薄；内部作电解质的糊状NH4Cl(显酸性)会泄漏出来，使电器腐蚀；即使不使用，放置过久，也会失效(答案合理即可)
(2)碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答案合理即可)
【解析】(1)①根据原电池原理，在干电池中，活泼金属锌作负极，电子由负极流向正极。
②若电解质溶液中混有Cu2＋，则Zn会置换出Cu，在原有电池的基础上又会形成Zn－Cu原电池，从而加速负极(锌)的腐蚀。
(2)从电池的使用寿命、电解质是否泄漏等方面分析普通电池的不足和碱性电池的优点。
18.【答案】(1)太阳　化学　催化剂
(2)化学　电　H—O　吸热
(3)负　流出
【解析】A极上氢气失去电子，发生的是氧化反应，A极为负极；B极上氧气得到电子，发生的是还原反应，B极为正极。
19.【答案】(1)增大与空气中氧气的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率快
(2)使煤粉充分燃烧，提高煤的燃烧效率，防止有毒气体一氧化碳的生成
(3)保温隔热且耐热的炉膛材料　防止热量散失
(4)将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用
【解析】提高煤燃烧效率的方法措施。
20.【答案】(1)化学　热　机械　电　
(2)能量的消耗较多，能量利用率不高(答案合理即可)
【解析】(1)煤燃烧火力发电的过程为化学能热能机械能电能。
(2)火力发电需要经过较多的能量转化过程，每次转化都会有能量的消耗，能量利用率不高。
21.【答案】(1)加入盐酸产生大量气泡，温度计指示温度升高
(2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)放热反应
【解析】铝与盐酸反应产生大量气泡，由于该反应是放热反应，温度计指示的温度升高。
22.【答案】(1)①镁片上有大量气泡产生、②镁片逐渐溶解、③烧杯中溶液变浑浊
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，氢氧化钙在水中的溶解度随温度升高而减小，有氢氧化钙晶体析出
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
【解析】镁片与盐酸的反应是放热反应，反应物(镁和盐酸)的总能量高于生成物(氯化镁和氢气)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使氢氧化钙的溶解度下降而析出氢氧化钙晶体。
23.【答案】(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)2∶3 (5)1∶2　(6)3∶3∶2
【解析】(1)设反应转化的N2的物质的量为x，由题意可知：
　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
n(始)/mol:ab0
n(转)/mol:x3x2x
n(余)/mol: 13b－3x6
由2x＝6得x＝3,a＝13＋3＝16。
(2)平衡时n(NH3)＝716.8 L÷22.4 L·mol－1×25%＝32 mol×25%＝8 mol。
(3)设反应过程中混合气体总物质的量减少y，则
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　Δn
1 mol 3 mol 2 mol 2 mol
　　　　　　　　　　　　　 8 mol　　　y
解得y＝8 mol，原混合气体总物质的量为716.8 L÷22.4 L·mol－1＋8 mol＝40 mol，原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40 mol∶32 mol＝5∶4。
(4)a∶b＝16 mol∶(40－16) mol＝2∶3。
(5)平衡时，氮气的转化率为×100%＝25%，氢气的转化率为×100%＝50%，故α(N2)∶α(H2)＝1∶2。
(6)反应过程中各物质的物质的量如下：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始/mol: 16 24 0
转化/mol: 4 12 8
平衡/mol: 12 12 8
平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝12 mol∶12 mol∶8 mol＝3∶3∶2。