人教版高一化学必修2第二章《化学反应与能量》测试卷

第二章《化学反应与能量》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是(　　)
A． 电池工作时，锌失去电子
B． 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
C． 电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(1)＋ 2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
D． 外电路中每通过0.2 mol e－，锌的质量理论上减小6.5 g
2.欲使反应2A(g)2B(g)＋E(g)的正反应速率降低，应采取的措施是(　　)
A． 增大压强
B． 升高温度
C． 减小A的浓度
D． 增大B的浓度
3.为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)(　　)
A．
B．
C．
D．
4.可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中，反应速率(v)与时间(t)关系曲线如下图所示，下列叙述不正确的是(　　)

A．t1时，正反应速率大于逆反应速率
B．t1～t2，逆反应速率逐渐减小
C．t2时，正反应速率与逆反应速率相等
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
5.下列说法中不正确的是(　　)
A． 用于火力发电的煤等化石能源都是不可再生能源
B． 火力发电会产生有害物质，污染环境
C． 火力发电是化学能直接转化为电能的过程
D． 火力发电是化学能间接转化为电能的过程
6.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
7.一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。在10 s内氮气的浓度由5 mol·L－1降至4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A． 用氨气表示的化学反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
B． 使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率
C． 增加氢气的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D． 反应足够长时间，氮气、氢气中至少有一种物质浓度降为零
8.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
9.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、 能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法正确的是(　　)

A． Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B． Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋C． Li是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D． Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
10.密闭容器中发生反应X2＋2Y22Z (X、Y、Z都为气体)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定的条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)
A． Z为0.4 mol·L－1
B． Y2为0.5 mol·L－1
C． X2为0.2 mol·L－1
D． Z为0.3 mol·L－1
11.镁条燃烧是化学变化的根本依据是(　　)
A． 发出耀眼的强光
B． 放出大量热
C． 有发光发热现象
D． 生成一种白色固体
12.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)
13.下列关于原电池的叙述中正确的是(　　)
A． 把电能转化为化学能的装置
B． 活泼金属作正极，不活泼金属作负极
C． 外电路中电子从负极流向正极
D． 正极发生氧化反应
14.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)和O2(g)反应生成NO (g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是(　　)

A． 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B． 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C． 通常情况下，N2(g)和 O2(g)混合能直接生成NO
D． NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
15.恒温恒容条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若将1 mol氮气和3 mol氢气充入密闭容器中，反应达平衡时，氨气的体积分数为a。保持相同条件，在密闭容器中分别充入下列物质， 反应达平衡时，氨气的体积分数不可能为a的是(　　)
A． 2 mol NH3
B． 1 mol N2、3 mol H2和2 mol NH3
C． 0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH3
D． 0.1 mol N2、0.3 mol H2和1.8 mol NH3
二、填空题(共3小题)
16.下图是某同学设计的放热反应的观察装置。

其实验操作步骤如下：
①按图将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；
③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答下列问题：
(1)实验前必须进行的一步实验操作是___________________________________________。
(2)实验中观察到的现象是_____________________________________________________。
(3)实验中发生的化学反应方程式是_____________________________________________。
(4)说明氧化钙、水的能量与氢氧化钙的能量之间的关系
________________________________________________________________________。
(5)若该实验中氧化钙换成氯化钠，实验还能否观察到相同现象？________(填“能”或“否”)。
17.如图所示，把试管小心地放入盛有(20 ℃)碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入适量饱和硫酸铜溶液，再用滴管滴加5 mL浓硫酸于试管中，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)试管中破坏化学键的类型是________，形成的化学键类型是________。
(4)写出有关现象的化学方程式___________________________________________________。
(5)由实验推知，反应所得溶液的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)浓硫酸和饱和硫酸铜溶液的总能量。
18.根据化学键的知识，回答下列问题：
(1)化学键是____________________________________________________________。
(2)断开化学键时的能量变化是____________________________________________。
(3)形成化学键时的能量变化是___________________________________________。
三、实验题(共3小题)
19.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：

(1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_________________________________。
说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
________________________________________________________________________。
②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。
(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择装置________(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
20.按照下图所示的操作步骤，完成Ba(OH)2·8H2O与氯化铵晶体反应的实验。

回答下列问题
(1)实验过程中观察到的现象是__________________________________________________。
(2)写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
(3)该反应是放热反应还是吸热反应________。
21.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。

(1)打开K，观察到的现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)关闭K，观察到的现象是___________________________________________
________________________________________________________________________。
此电池的负极的电极反应式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)关闭K，溶液中阳离子向________(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是________________________________________________________________________。
四、计算题(共3小题)
22.把0.4 mol X气体和0.6 mol Y 气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)nZ(g)＋6W(g)。2 min末已生成0.3 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，试计算：
(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为。
(2)2 min末时Y的浓度为。
(3)化学反应方程式中n＝。
(4)2 min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的倍。
23.将一定量的二氧化硫和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)__________________。
a．二氧化硫和三氧化硫浓度相等
b．三氧化硫百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量是多少？
24.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)


答案解析
1.【答案】B
【解析】①由锌锰碱性电池的总反应式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极；二氧化锰的化合价降低，在正极上得到电子发生还原反应。
②碱性锌锰电池的总反应式与负极反应式[Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2]相减，可得其正极反应式。
2.【答案】C
【解析】升高温度、增大压强、增大反应物的浓度等都可加快化学反应速率；降低温度、减小压强、减小反应物的浓度等都可减慢化学反应速率。增大B的浓度，随着逆反应速率的增大，A的浓度增大，正反应速率也将增大。
3.【答案】B
【解析】A项为原电池，铝为负极，但总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2＋3H2↑，不符合；C项为原电池，但硝酸是氧化性酸，则总反应为Al＋4H＋＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合；D项装置中有外接电源，不属于原电池，不符合。
4.【答案】B
【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；从t2时刻反应达到平衡状态，正反应速率与逆反应速率相等，t2～t3，仍为平衡状态，反应并没有停止，v正＝v逆，各物质的浓度不再发生变化。
5.【答案】C
【解析】火力发电是化学能间接转化为电能的过程。
6.【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。
7.【答案】B
【解析】10s内氮气的浓度由5 mol·L－1降至4 mol·L－1，则10 s内氨气的浓度变化为2 mol·L－1，用氨气表示的化学反应速率为0.2 mol·L－1·s－1；使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率；降低温度将会减慢反应速率；可逆反应不可能进行到底。
8.【答案】C
【解析】此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。
9.【答案】B
10.【答案】D
【解析】该反应是可逆反应，不论从正反应开始，还是从逆反应开始，相关物质都不能完全转化。
可利用极限法假设反应完全进行计算。
(1)若从正反应方向开始达到平衡时，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大。假定完全反应：
　　　　　　　　　　X2　＋　2Y2　2Z
起始量(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
转化量(mol·L－1) 0.1 0.2 0.2
平衡量(mol·L－1) 0 0.1 0.4
(2)若从逆反应方向开始达到平衡时，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小。假定完全反应：
　　　　　　　　　　X2　＋　2Y2　2Z
起始量(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
转化量(mol·L－1) 0.1 0.2 0.2
平衡量(mol·L－1) 0.2 0.5 0
平衡时各物质的浓度范围：0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1；0.1＜c(Y2)＜0.5 mol·L－1；0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。
11.【答案】D
【解析】变化过程中有无新物质生成是判断化学变化的关键。镁条在氧气中燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热、镁条变短、镁条呈银白色等这些现象都不能说明有新物质产生；而生成白色固体说明有新物质(氧化镁)生成，由此能判断镁条燃烧是化学变化。
12.【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。
13.【答案】C
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置。在原电池中，活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应；不活泼金属作正极，得到电子发生还原反应；其电子在外电路中的流向是从负极流向正极，电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。
14.【答案】B
【解析】反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝180 kJ·mol－1，所以该反应是吸热反应，所以选项A不正确，选项B正确；氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下，选项C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，选项D不正确。
15.【答案】B
【解析】化学平衡状态的建立，与反应途径无关，从正反应或逆反应开始，都可建立平衡状态。可假设完全反应，按化学计量数将各选项给定的物质都转化为氮气和氢气，若二者的物质的量都分别为1 mol和3 mol时，它们在恒温恒容条件下的平衡状态相同，氨气的体积分数相同。
16.【答案】(1)检查装置的气密性
(2)U型管左端液面下降，右端液面上升
(3)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)氧化钙和水具有的总能量高于氢氧化钙的总能量
(5)否
【解析】氧化钙与水的反应是放热反应，试管内温度升高，导致其压强增大，U形玻璃管里的红墨水(或品红溶液)会沿开口端上升。氯化钠和水混合后，其能量的变化不明显，试管内气体压强几乎不变，不会出现任何现象。
17.【答案】(1)烧杯中有大量气泡冒出，小试管中析出固体
(2)浓硫酸溶于饱和硫酸铜溶液放热，饮料的温度升高，碳酸分解，二氧化碳溶解度降低而逸出，饱和硫酸铜溶液因浓硫酸吸水而析出硫酸铜晶体
(3)共价键　离子键、共价键
(4)H2CO3===H2O＋CO2↑
(5)小于
【解析】浓硫酸稀释放出大量的热，烧杯中碳酸饮料温度升高，促进碳酸分解，有二氧化碳气泡逸出，碳酸中的共价键被破坏，同时有生成物水和二氧化碳中共价键的形成。浓硫酸吸水，使饱和硫酸铜溶液中析出晶体，从而有硫酸铜中离子键的形成。
18.【答案】(1)离子间相结合或原子间相结合的作用力
(2)吸收能量
(3)放出能量
【解析】形成化学键放出能量，断裂化学键需要吸收能量。
19.【答案】(1)Ⅲ
(2)左端液面降低，右端液面升高　放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱
②可能是放热反应　某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应
(4)Ⅰ(或Ⅱ)　放热
【解析】(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。
(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。
(3)②NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化，但发生的是物理变化，不属于化学反应，故发生的物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。
(4)用Ⅰ或Ⅱ装置可验证超氧化钾与水的反应是否为放热反应。向包有KO2的脱脂棉中滴入几滴水，脱脂棉燃烧，说明KO2与水的反应是放热反应。
20.【答案】(1)有刺激性气味气体产生，用手摸烧杯底部有冰凉感觉， 用手拿起烧杯，玻璃片粘结到烧杯的底部 ，烧杯内反应物成糊状
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=== BaCl2＋ 2NH3↑ ＋10H2O
(3)吸热反应
【解析】该实验中的氢氧化钡与氯化铵都为固体，二者混合时要用玻璃棒迅速搅拌，使其充分接触发生反应
Ba(OH)2·8H2O＋ 2NH4Cl=== BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应为复分解反应。
反应过程中有刺激性气味的氨气放出；由于该反应为吸热反应，玻璃片温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯黏结；烧杯内的混合物因有水生成且在玻璃棒的搅拌下而呈糊状。
21.【答案】(1)锌棒上附着有红色固体
(2)碳棒上附着有红色固体　Zn－2e－===Zn2＋
(3)C　Zn→C(或负极→正极)
【解析】(1)打开K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。(2)关闭K，形成原电池，锌作负极，碳作正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，看到碳棒上附着有红色固体；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋。(3)关闭K，溶液中的阳离子向正极移动，即向碳棒移动，电子从锌出来经过导线流向碳。
22.【答案】(1)0.075 mol·L－1·min－1(2)0.175 mol·L－1　(3)4　(4)1.05
【解析】根据题给信息：v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1，c(Z)＝0.05×2 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，起始时，c(X)＝0.2 mol·L－1，c(Y)＝0.3 mol·L－1,2 min末，c(W)＝0.15 mol·L－1；
4X(g)　＋　5Y(g)nZ(g)＋6W(g)
起始量/mol·L－10.2 0.3 0 0
变化量/mol·L－10.1 0.125 0.1 0.15
剩余量/mol·L－10.1 0.175 0.1 0.15
(1)v(W)＝＝0.075 mol·L－1·min－1；(2)c(Y)＝0.3 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.175 mol·L－1；(3)根据方程式比例关系：n∶6＝0.1∶0.15，n＝4；(4)在其他条件不变的情况下，反应前后气体的压强之比等于反应前后气体的总物质的量之比，p(后)∶p(前)＝(0.1×2＋0.175×2＋0.1×2＋0.15×2)∶(0.4＋0.6)＝1.05∶1。
23.【答案】(1)bc　(2)94.7%　(3)10.5 g
【解析】(1)二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化 (不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；由于气体的体积不变，质量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断反应达到平衡状态。
(2)消耗氧气的物质的量为0.7 mol－＝0.45 mol，则消耗的n(SO2) ＝生成的n(SO3)＝0.45 mol×2 ＝0.9 mol。反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为＝0.95 mol，即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，二氧化硫的转化率＝×100%≈94.7%。
(3) 二氧化硫与氯化钡溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钡，由SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知，n(BaSO4)＝n(SO3)＝0.9 mol×5%＝0.045 mol，m(BaSO4)＝0.045 mol×233 g·mol－1≈10.5 g。
24.【答案】(1)放出92 kJ能量　(2)放出30.67 kJ能量