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）

《化学反应与能量》单元检测题
一、单选题
1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是(　　)
①加快化石燃料的开采与使用；②研发易降解的生物农药；③应用高效洁净的能源转换技术；④田间焚烧秸秆；⑤推广使用节能环保材料
A． ①③⑤ B． ②③⑤ C． ①②④ D． ②④⑤
2.有关原电池的工作原理，下列说法中不正确的是(　　)
A． 电池负极发生氧化反应
B． 电池正极发生还原反应
C． 电子流向是从负极流向正极(外电路)
D． 电流方向是从负极流向正极(外电路)
3.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法不正确的是(　　)
A． NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B． 该反应中，热能转化为产物内部的能量
C． 反应物的总能量低于生成物的总能量
D． NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应
4.恒温恒容条件下，能使A(g)＋B(g)C(g)＋D(s)正反应速率加快的是(　　)
A． 减少C或D的物质的量 B． 体积不变充入氦气使压强增大
C． 减少B的物质的量 D． 增加A或B的物质的量
5.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
6.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是氧化银和锌，电解质溶液为氢氧化钾溶液。电极反应式为
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。
根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(　　)
A． 在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大
B． 在使用过程中，电子由氧化银经外电路流向锌极
C． 锌是负极，氧化银是正极
D． 锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
7.下列各项不能用于比较化学反应速率快慢的是(　　)
A． 气体的体积变化 B． 颜色的深浅变化
C． 焓变的大小 D． 反应的剧烈程度
8.有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是(　　)

A． A池中负极的电极反应为Mg－2e－===Mg2＋
B． 镁在A池中为负极，在B池中为正极
C． B池中电子的流向：镁→铝
D． 原电池工作一段时间后，A池溶液的氢离子浓度减小
9.人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)


A． 该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B． 催化剂a表面发生氧化反应
C． 催化剂a 附近酸性减弱
D． H＋将在催化剂b的表面反应
10.下图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是(　　)

A． 电池内部含有电解质 B． 锌是负极，碳棒是正极
C． 电池用完后可埋入土壤 D． 锌锰干电池属于一次电池
11.一定温度下，在某2 L恒容密闭容器中加入纳米级氧化亚铜并通入0.1 mol 水(g)，发生如下反应：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1。不同时间产生O2的物质的量见下表：

下列说法不正确的是(　　)
A． 前20 min内的平均反应速率v(H2O)＝5×10－5mol·L－1·min－1
B． 达到平衡时，需要从外界吸收的能量为0.968 kJ
C． 增大水的浓度，可以改变待反应的限度
D． 使用纳米级的氧化亚铜，可以增大平衡时氧气的体积分数
12.如图所示的装置，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的过氧化钠颗粒，U型管中注有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球a中的过氧化钠抖落到试管b的水中，下列叙述的现象正确的是(　　)


A． U形管内红水褪色 B． 试管内溶液变红
C． 气球a被吹大膨胀 D． U形管水位不变
13.下列说法中不正确的是(　　)
A． 根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源
B． 电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源
C． 火力发电是化学能间接转化为电能的过程
D． 火力发电是将化学能转化为电能的过程
14.下列对化学变化的本质特征认识正确的是(　　)
A． 物质状态改变 B． 有新物质生成
C． 物质颜色改变 D． 有气体放出
15.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　)
A． 正极附近的硫酸根离子浓度逐渐增大 B． 正极有氧气逸出
C． 电子通过导线由铜片流向锌片 D． 铜片上有氢气逸出
16.用锌棒、铁棒和硫酸铜溶液组成原电池，正极上发生的反应为(　　)
A． Fe－2e－===Fe2＋ B． Cu2＋＋2e－===Cu
C． Fe－3e－===Fe3＋ D． Zn－2e－===Zn2＋
17.下列不属于化石燃料的是(　　)
A． 煤 B． 石油 C． 氢能 D． 天然气
18.制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制取高纯度硅常用以下反应实现：
①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)
②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)
对以上两个反应的下列叙述错误的是(　　)
A． 两个反应都是置换反应
B． 反应①所需粗硅可通过反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑来制备
C． 两个反应都是氧化还原反应
D． 两个反应互为可逆反应

二、填空题
19.恒容密闭容器发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)，下列状态中能表明该反应达到平衡状态的有________。
①氨气生成的速率与氨气分解的速率相等
②断开1个N—N键的同时有6个N—H键生成
③N2、H2、NH3的体积分数不再变化
④混合气体的总压强不变
⑤N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
⑥N2、H2、NH3的浓度相等
⑦混合气体的密度不变
⑧N2、H2、NH3的浓度不再变化
⑨混合气体的平均相对分子质量不变
⑩正反应放出的热量等于逆反应吸收的热量
20.某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。

回答下列问题：
(1)使用时，空气从________(填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a极的电极反应式为__________________________。
21.为了促进有利的化学反应、抑制有害的化学反应，需要通过控制反应条件来实现。
(1)改变化学反应速率可采用的措施有________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)改变化学反应限度可采用的措施有________________________________________
________________________________________________________________________。
三、实验题
22.某研究性学习小组对原电池的构成及形成条件做如下探究性实验，请你对可能的现象作出推测，并作出合理的解释(尽可能用离子方程式表示)。

23.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：
①用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)；

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中；
③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中；
④用导线把锌片和铜片连接起来后，再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。
回答下列问题：
(1)实验步骤①中应观察到的现象是_______________________________________________。
(2)实验步骤②中应观察到的现象是_______________________________________________。
(3)实验步骤③中应观察到的现象是_______________________________________________。
(4)实验步骤④中应观察到的现象是_______________________________________________。
(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设)，该猜想是____________________。
(6)为了证实该猜想，该同学又设计了第⑤步实验，请简要画出第⑤步实验的装置示意图。
24.在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
(1)写出反应的化学方程式：___________________________________________________。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_____________________________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(答出两种方案)
①第一种方案是________________________________________________________________；
②第二种方案是_______________________________________________________________。
(5)“结冰”现象说明该反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应。即断开旧化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可进行，说明_______________________________________________。

四、计算题
25.断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。
(1)1 mol氮气完全反应生成氨气时的能量变化是多少？
(2)1 mol氢气完全反应生成氨气时的能量变化是多少？ (不考虑可逆反应)
26.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)＝________。
27.在100 ℃时，将0.100 mol的N2O4气体充入1 L 抽空的密闭容器中，发生如下反应：N2O42NO2，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到下表：

(1)达到平衡时，N2O4的转化率为______________，表中c2________c3，a________b(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)20 s时N2O4的浓度c1＝________ mol·L－1，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，则要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是________ mol·L－1。


答案解析
1.【答案】B
【解析】加快化石燃料的开采与使用，只会加剧碳排放；应用高效洁净的能源转换技术，将会有助于改善大气的状况。使用易降解的生物农药，有助于改善我国的食品不安全状况。有利于保护环境；随着农用化学物质源源不断地、大量地向农田中输入，造成有害化学物质通过土壤和水体在生物体内富集，并且通过食物链进入到农作物和畜禽体内，导致食物污染，最终损害人体健康；绿色食品是指少用或不用化肥和农药生产出来的食品。田间焚烧秸秆污染环境，浪费资源，已成为影响人们日常生活的公害。
2.【答案】D
【解析】原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，在其外电路中，电子的流向是负极→正极，电流方向与电子流向正好相反。
3.【答案】A
【解析】醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3粉末和盐酸的反应吸收热量，导致醋酸的温度降低，NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，A错误，D正确；因反应为吸热反应，即吸收的热能转化为产物内部的能量，B正确；因反应为吸热反应，则生成物的总能量大于反应物的总能量，C正确。
4.【答案】D
【解析】减少固体D的量，化学反应速率不变；减少反应物B或生成物C的物质的量，化学反应速率减小；增加反应物A或B的物质的量，浓度增大，化学反应速率增大；充入氦气使压强增大，体积不变，各反应物的浓度不变，化学反应速率不变。
5.【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。
6.【答案】C
【解析】该电池中，锌失去电子发生氧化反应，锌为负极，溶液中的氢氧根离子参与负极反应而被消耗，氢氧根离子浓度减小，负极区溶液的pH减小；氧化银得到电子发生还原反应，氧化银为正极；在其外电路中，电子由锌(负极)流出经外电路流向氧化银(正极)。
7.【答案】C
【解析】单位时间内气体体积的变化可以用于比较化学反应速率快慢，A项不符合题意；用单位时间内颜色的深浅变化说明反应进行的快慢程度，可以用于比较化学反应速率快慢，B项不符合题意；反应速率不同时，焓变可以相同，所以焓变的大小不能用于比较化学反应速率快慢，C项符合题意；反应越剧烈，反应速率越快，能用于比较化学反应速率快慢，D项不符合题意。
8.【答案】C
【解析】由A池中的反应Mg＋2H＋===2Mg2＋＋ H2↑可知，镁是负极，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，铝是正极，溶液中的氢离子得到电子被还原为氢气，溶液中氢离子浓度逐渐减小。
由B池中的反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，铝是负极，镁是正极， 在其外电路中，电子由铝(负极)经导线流向镁(正极)。
9.【答案】C
【解析】由题干知，反应物为CO2和H2O，一种产物为HCOOH，根据原子守恒，另一产物为O2，故电池总反应式为2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2，该过程是将太阳能转变为化学能，A正确；根据电子的流向可知，催化剂a表面物质失去电子发生氧化反应，B正确；催化剂a表面产生氢离子，酸性增强，C错；由H＋迁移的方向可知，H＋迁移到b表面后发生反应，D正确。
10.【答案】C
【解析】在锌锰干电池中，活泼金属锌为负极，石墨碳棒为正极，内部的电解质是氯化铵。锌锰干电池属于一次电池，不能反复充电放电。通常干电池中含有重金属，随意丢弃能造成环境污染，废旧电池要分类回收。
11.【答案】D
【解析】用水的浓度变化表示的平均反应速率v(H2O) ＝0.001 0 mol×2÷2 L÷20 min＝5×10－5mol·L－1·min－1；达到平衡时，需要从外界吸收的能量为0.002 0 mol×484 kJ·mol－1＝0.968 kJ；增大水的浓度，条件改变(压强增大)，其反应限度发生改变； 催化剂氧化亚铜只改变反应速率，不能改变化学反应限度，平衡时氧气的体积分数不变。
12.【答案】C
【解析】过氧化钠抖落到试管b的水中发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。该反应产生的氧气使气球a膨胀，放出的热量使锥形瓶中气体膨胀，导致U形管c端水位下降，d端水位上升。
13.【答案】D
【解析】火力发电是将化学能转化为热能再转化为机械能，然后转化为电能的过程。
14.【答案】B
【解析】化学变化的本质特征是其变化过程中有新物质生成。物质改变状态(如液态水结冰)、改变颜色(如霓虹灯的颜色变化)、放出气体(如液氨挥发)等可能是物理变化。
15.【答案】D
【解析】在锌铜原电池中，溶液中阴离子(硫酸根离子)向负极(电极锌)移动，阳离子(氢离子)向正极(电极铜)移动；氢离子在正极(铜片)上得电子被还原成氢气逸出；在该原电池的外电路中，电子的流向是由负极(锌片)沿导线流向正极(铜片)。
16.【答案】B
【解析】根据两极金属相对活动性可确定锌为负极，铁为正极；
负极金属本身失去电子，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋；
溶液中的阳离子在正极上得电子，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。
17.【答案】C
【解析】人类对能源的利用分三个时代，柴草能源时代，化石能源时代，多能源时代。核能、太阳能、氢能属于多能源时代的主要能源。故选C。
18.【答案】D
【解析】两个反应不在“同一条件下”进行，二者不是可逆反应；两个反应都有单质参加和新单质生成，所以它们都是置换反应和氧化还原反应。
19.【答案】①③④⑧⑨⑩
【解析】①基本规律：正反应速率和逆反应速率相等，或各组分的物质的量、体积分数、质量分数、浓度等不再变化时，反应达到平衡状态。
②该反应为体积变化的气体反应，容器内气体的总物质的量、气体的总压强、混合气体的平均相对分子质量等不再变化时，反应达到平衡状态。
③断开N—N键和生成N—H键表示的都是正反应，无法判断正反应速率和逆反应速率相等。
④混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终保持不变，无法判断反应是否达到平衡状态。
20.【答案】(1)B　(2)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
【解析】由电子流动方向可知a为负极，b为正极，空气应从B口通入，容易写出总反应式和正极反应式，两者相减得出负极反应式。
21.【答案】(1)改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积及催化剂的合理使用等
(2)改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等
【解析】化学反应速率和化学反应限度的影响因素。
22.【答案】
【解析】原电池的形成条件：
①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
表中的①和②两组不能形成闭合电路；⑥组两个电极相同；⑦组两个电极都不能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应；③④⑤⑧⑨符合形成原电池的条件。
23.【答案】(1)电流表指针不偏转
(2)锌片上有气泡产生
(3)铜片上无气泡产生
(4)铜片上有大量气泡产生；锌片溶解，没有气泡或有少量气泡
(5)有电子从锌经导线向铜片移动
(6)

【解析】原电池的形成条件：
①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
24.【答案】(1)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑　
(2)使反应物充分混合，迅速发生反应
(3)①反应物未进行快速搅拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氢氧化钡晶体已部分失水；④环境温度太高；⑤试剂用量太少；⑥氢氧化钡晶体未研成粉末(其他答案合理均正确)
(4)①在烧杯内的反应物中插入温度计，反应后温度计的示数下降，说明该反应是吸热反应
②用皮肤感受，感觉烧杯外壁很凉，说明该反应为吸热反应
(5)吸收　吸收　>　放出
(6)有的吸热反应不需要加热也可发生
【解析】氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是典型的吸热反应。实验开始时要用玻璃棒迅速搅拌，其原因是使反应物充分混合，迅速发生反应。由于温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯粘结。
25.【答案】(1)放出92 kJ能量　(2)放出30.67 kJ能量
【解析】(1)1 mol氮气能与3 mol氢气反应生成2 mol氨气，反应物化学键断裂吸收的总能量＝1 mol×946 kJ·mol－1＋3 mol×436 kJ·mol－1＝2 254 kJ，
生成物化学键形成放出的总能量＝2 mol×3×391 kJ·mol－1＝2 346 kJ，该反应放出的能量＝2 346 kJ—2 254 kJ===92 kJ。
(2)1 mol氢气能与mol氮气反应生成mol氨气，
反应物化学键断裂吸收的总能量＝mol×946 kJ·mol－1＋1 mol×436 kJ·mol－1≈751.33 kJ，
生成物化学键形成放出的总能量＝mol×3×391 kJ·mol－1＝782 kJ，
该反应放出的能量＝782 kJ－751.33 kJ＝30.67 kJ。
26.【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。
27.【答案】(1)60%　>　＝　(2)0.070　0.001 5 (3)0.200
【解析】(1)分析表格中的数据可以看出，c(NO2)在60 s后不变，反应达到平衡状态，由N2O42NO2可知，生成0.120 mol NO2消耗0.060 mol N2O4，达到平衡时N2O4的转化率＝0.060 mol·L－1÷0.100 mol·L－1×100%＝60%；c3＝0.040 mol·L－1，c2＝0.100 mol·L－1，c3>c2，a＝b＝0.040 mol·L－1。
(2)c1＝0.100 mol·L－1－0.060 mol·L－1÷2＝0.070 mol·L－1，
在0～20 s内N2O4的平均反应速率为0.030 mol·L－1÷20 s＝0.001 5 mol·L－1·s－1。
(3)在相同的情况下最初向该容器内充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度为2×0.100 mol·L－1＝0.200 mol·L－1。