苏教版高中化学必修2专题2《化学反应与能量变化》单元测试题（解析版）

专题2《化学反应与能量变化》单元测试题
一、单选题(共14小题)
1.关于电解精炼铜的说法正确的是(　　)
A． 粗铜作阴极
B． 用CuSO4作电解质溶液
C． 阳极只发生Cu－2e－===Cu2＋反应，其他杂质沉淀为阳极泥
D． 电解质溶液的组成和浓度都不改变
2.下列有关化学反应速率和限度的说法中，不正确的是(　　)
A． 实验室用过氧化氢分解制氧气，加入二氧化锰，反应速率明显加快
B． 在金属钠与足量水反应中，增加水的量能加快反应速率
C． 2SO2＋O22SO3反应中，增加二氧化硫的量可加快反应速率
D． 实验室用碳酸钙和盐酸反应制取二氧化碳，用碳酸钙粉末比块状反应要快
3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法中正确的是(　　)

A． 电子由锌通过导线流向铜
B． 该装置将电能转化为化学能
C． 锌电极发生还原反应
D． 铜电极上无气泡产生
4.由氢气和氧气反应生成2 mol水蒸气放热483.6 kJ，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)的ΔH为(　　)
A． －483.6 kJ·mol－1
B． －241.8 kJ·mol－1
C． 483.6 kJ·mol－1
D． 241.8 kJ·mol－1
5.核聚变是人类未来获取能源的理想方式之一。人类从受控热核聚变反应中可得到无穷尽的清洁能源，相当于为自己制造了一个个小太阳。下列关于能量转换的认识中不正确的是(　　)
A． 电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B． 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C． 煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D． 白炽灯工作时，电能全部转化为光能
6.化学反应中往往伴随着能量的变化，下列反应属于吸热反应的是(　　)
A． 钠和水的反应
B． 氧化钙与水的反应
C． 碳与水蒸气的反应
D． 甲烷的燃烧反应
7.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是(　　)
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率　②减少二氧化硫的产生，避免造成“酸雨”　③减少有毒的一氧化碳产生，避免污染空气　④减少二氧化碳的产生，避免“温室效应”
A． ①②③
B． ②③④
C． ①③④
D． ①②③④
8.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机、收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的是(　　)
A． 碱性锌锰电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极
B． 这种电池较传统锌锰电池(即干电池)使用寿命长
C． 碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
D． 这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH
9.下列变化过程吸收能量的是(　　)
A． H＋H―→H2
B． H＋Cl―→HCl
C． H2―→H＋H
D． C＋O2―→CO2
10.关于吸热反应的说法正确的是(　　)
A． 凡需加热的反应一定是吸热反应
B． 只有分解反应才是吸热反应
C． 使用催化剂的反应是吸热反应
D． 二氧化碳与氧化钙化合是放热反应，则碳酸钙分解是吸热反应
11.100 ℃时，将0.1 mol N2O4置于1 L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100 ℃的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：N2O4(g)2NO2(g)，下列选项不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是(　　)
A． 烧瓶内气体的密度不再变化
B． 烧瓶内气体的颜色不再变化
C． 烧瓶内气体的压强不再变化
D． 烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化
12.下列有关说法中是为了减慢化学反应速率的是(　　)
A． 用冰箱保存食物
B． 过氧化氢分解用二氧化锰作催化剂
C． 合成氨气时采用高温条件
D． 将块状固体药品研细混匀后进行反应
13.据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O===2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　)
A． 水的分解反应是放热反应
B． 此反应是把化学能转化为热能而储存起来
C． 使用氢气作燃料有助于控制温室效应
D． 在这一反应中，热能转化为化学能
14.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成是(　　)

A． A
B． B
C． C
D． D
二、填空题(共3小题)
15.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，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，请回答：

(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是____________________________________________，
在导线中电子流动方向为________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为________________________________________________________________。
(3)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能，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＋H2===2LiH　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金属锂吸收的氢气与放出的氢气的物质的量之比为________。
16.用氯气生产某些含氯有机物时会产生副产物氯化氢。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O
已知：①反应A中，4 mol氯化氢被氧化，放出115.6 kJ的热量。
②

(1)断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为________kJ，
(2)水分子中H—O键比氯化氢分子中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
17.粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，图中c电极的材料是__________(填“粗铜板”或“纯铜板”)；在d电极上发生的电极反应为________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是________。电解一段时间后，电解液中的金属离子有________。

三、实验题(共3小题)
18.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________________________________________________。
19.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验。

(1)打开开关K，观察到的现象有__________________________；
写出有关的离子方程式：______________________________________。
简述反应原理：__________________________________________。
(2)关闭开关K，观察到的现象可能有____________________________；
分析反应原理：______________________________________________；
若在标准状况下，产生气体体积为3.36 L，则转移电子数为___________；负极为________，写出正极反应式：_______________________。
(3)关闭开关K，如果锌极和铜极都产生气泡，可能的原因是是__________________。
如果使用纯锌，其他条件相同，打开K和关闭K产生气泡速率较快的是_______。
(4)根据上述实验，得出如下结论：①构成原电池的条件是_____________；
②电极判断的方法之一是____________________；③实验室为了提高锌与稀硫酸反应制氢气速率，可以采用的措施有__________________。
20.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)。


四、计算题(共3小题)
21.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。
22.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)＝________。
23.向2 L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)。已知：平均反应速率v(C)＝v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了mol，有amol D生成。回答下列问题：
(1)反应2 min内，vA＝________，vB＝________。
(2)化学方程式中，x＝________，y＝________，p＝________，q＝________。
(3)反应平衡时，D为2amol，则B的转化率为________。


答案解析
1.【答案】B
【解析】电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，A错误，B正确；阳极上失电子变成离子进入溶液：Cu－2e－===Cu2＋，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，C错误；阳极上失电子变成离子进入溶液：Cu－2e－===Cu2＋，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，阴极上始终是铜离子得电子的还原反应，电解质溶液的组成和浓度都变化，D错误。
2.【答案】B
【解析】二氧化锰对过氧化氢的分解反应起催化作用；增加液态水的量，对钠与水的反应速率无影响；增加二氧化硫的量，二氧化硫的浓度增大，其反应速率加快；粉末状碳酸钙与盐酸接触面积大，化学反应速率比块状碳酸钙反应要快。
3.【答案】A
【解析】番茄中含有酸性物质，可电离产生氢离子，能与锌、铜形成原电池，其中锌作负极，发生氧化反应；铜作正极，发生还原反应；电子由负极(锌)通过导线流向正极(铜)。
4.【答案】B
【解析】热化学方程式中化学计量数表示的是反应物或生成物的物质的量，ΔH与化学计量数成正比。氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，ΔH为“－”，B正确。
5.【答案】D
【解析】电解水生成氢气和氧气时，电解是将电能转化为化学能，A项正确；绿色植物进行光合作用时，是将太阳能转化为化学能贮存在化学物质内部，B项正确；煤燃烧时，是将物质内部的化学能转化为热能和光能，C项正确；白炽灯工作时，电能除转化为光能外，还转化为热能，D项错误。
6.【答案】C
【解析】①常见的放热反应：物质燃烧、金属与酸反应、金属与水反应、酸碱中和反应、铝热反应和绝大多数化合反应等。
②常见的吸热反应：绝大数分解反应、某些化合反应(如碳与二氧化碳的反应)、碳与水蒸气的反应、氯化铵晶体与Ba(OH)2·8H2O的反应等。
7.【答案】A
【解析】煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少二氧化硫的产生；过量空气是为了减少一氧化碳的产生，不减少煤的使用，就不会减少二氧化碳的产生，避免“温室效应”。
8.【答案】C
【解析】碱性锌锰电池是一次电池，锌作负极失电子，故A正确；碱性电池的使用寿命比传统电池的使用寿命要长，B正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，C不正确；传统的酸性电池电解质为NH4Cl，碱性电池的电解质为KOH，D正确。
9.【答案】C
【解析】选项A、B形成化学键放出能量；选项C化学键断裂需要吸收能量；选项D中碳燃烧生成二氧化碳放出热量。
10.【答案】D
【解析】氮气与氢气发生化合反应，需要加热和使用催化剂，但它是放热反应而不是吸热反应。
11.【答案】A
【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(浓度不一定相等)。
②对于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恒温恒容时，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。
12.【答案】A
【解析】冰箱中温度较低，反应速率较慢，可防止食物腐败；二氧化锰作催化剂使过氧化氢分解的反应速率加快；合成氨气时采用高温条件，目的是加快反应速率；将块状固体药品研细混匀后进行反应，增大接触面积，反应速率加快。
13.【答案】C
【解析】把太阳光变成激光用于分解海水制氢的过程是把光能转化为化学能而储存起来，使用了氢能，就减少了化石燃料的使用，减少了二氧化碳的排放，有助于控制温室效应。
14.【答案】C
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu，因此锌为负极，活动性比锌弱的金属或导电非金属为正极，电解质溶液中应含有铜离子。
15.【答案】(1)化学能转化为电能　由a流向b
(2)H2－2e－＋2OH－===2H2O
(3)①锂(Li)　水(H2O)　②1∶2
【解析】氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应，在碱性条件下的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O；通入氧气的一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。该电池工作时，在外电路电子由a流向b，将化学能转化为电能。
16.【答案】(1)32　(2)强
【解析】在反应A中，若断开4 mol H—Cl键，则同时断开1 mol O===O键，形成2 mol Cl—Cl键和4 mol H—O键，此时反应放出的能量为115.6 kJ，
由图可知，断开1 mol O===O键吸收的能量为1 mol×498 kJ·mol－1＝498 kJ，
形成2 mol Cl—Cl键放出的能量为2 mol×243 kJ·mol－1＝486 kJ，
二者的能量差为498 kJ －486 kJ＝12kJ，
断开4 mol H—Cl键与形成4 mol H—O键的能量差为115.6 kJ＋12 kJ＝127.6 kJ，
断开1 mol H—O键与断键1 mol H—Cl键所需的能量差约为32 kJ，
水中H—O键比氯化氢中H—Cl键强。
17.【答案】粗铜板；Cu2＋＋2e－===Cu；Au、Ag；Cu2＋、Fe2＋
【解析】用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极；该装置中a为原电池的正极，b为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu2＋得到电子沉积在阴极上，发生还原反应，即Cu2＋＋2e－===Cu；
作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，所以Fe发生Fe－2e－===Fe2＋反应，以Fe2＋的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag，电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋。
18.【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。
19.【答案】(1)锌片溶解，在锌片表面产生大量气泡，铜片表面无明显现象　 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　在金属活动性顺序表中，锌排在氢前，铜排在氢之后
(2)电流表指针偏转，锌片溶解，铜片表面产生大量气泡　锌比铜活泼，在稀硫酸中构成原电池，锌失电子，电子通过外电路流向铜片，铜片周围的溶液中的H＋得到电子变成氢气　0.3×6.02×1023　锌片　2H＋＋2e－===H2↑
(3)锌片不纯，含杂质的锌片在稀硫酸中构成原电池，促进锌失电子　关闭K时产生气泡较快
(4)①必须为活动性有差异的两个电极，电极浸入电解质溶液中且能自发的发生氧化还原反应，形成闭合回路　②较活泼的金属极为负极，或失电子的一极为负极　③向溶液中加入适量的氧化铜或硫酸铜等物质
【解析】(1)打开开关K，没有形成闭合回路，在金属活动性顺序表中，锌排在氢前，锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜排在氢之后，不能与稀硫酸反应产生氢气。(2)关闭开关K，构成原电池，描述现象可以从电流表指针偏转、电极、溶液变化等角度切入。n(H2)＝3.36 L/22.4 L·mol－1＝0.15 mol，2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝0.3 mol。(3)粗锌中含有铜、碳等不活泼杂质，在与稀硫酸接触时电极本身构成微小的原电池，导致粗锌表面产生大量气泡。同样条件下，金属直接与稀硫酸反应产生气体的速率比构成原电池产生气体的速率慢。即构成原电池促进金属失电子。
20.【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。
21.【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N2O4鸠2NO2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。
22.【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：

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

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：

平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝12 mol∶12 mol∶8 mol＝3∶3∶2。
23.【答案】(1)mol·L－1·min－1　mol·L－1·min－1　(2)2　3　1　6　(3)×100%
【解析】(1)vA＝＝＝mol·L－1·min－1
vB＝＝＝mol·L－1·min－1
同样可得vD＝mol·L－1·min－1
vC＝vA＝mol·L－1·min－1。
(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得：
x∶y∶p∶q＝vA∶vB∶vC∶vD＝∶∶∶＝2∶3∶1∶6。
(3)当D为2amol时，B减少了amol, B的转化率为×100%＝×100%。