1、1第二章 化学反应与能量测评(时间:90 分钟 满分:100 分)第卷(选择题 共 45 分)一、选择题(本题包括 15 小题,每小题 3 分,共 45 分。每小题只有一个选项符合题意)1. 导学号 66474992(2017 天津理综)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能解析 B 项、C 项属于电化学反应,一定有电子转移,一定发生氧化还原反应;D 项营养物质为人类提供能量的过程,是被 O2氧化的过程,发生了氧化还原反应;
2、A 项光能转化成电能的过程没有新物质生成,没有发生化学反应,故选 A。答案 A2.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 H2O2分解制 O2,加入 MnO2后,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+O2 2SO3反应中,SO 2不能全部转化为 SO3D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取 CO2,用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快解析 A 项,添加催化剂,加快反应速率;B 项,水的量的多少不影响钠与水的反应速率;C 项,可逆反应不能进行到底;D 项,增大固体物质的表面积能加快化学反应速率。答案 B3.一种“即食即热型快餐”适合
3、外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两种化学物质反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最合适的选择是( )A.浓硫酸与水 B.生石灰与水C.熟石灰与水 D.氯化钠与水解析浓硫酸溶于水虽然放热,但浓硫酸是液体,又具有强烈的腐蚀性,不适宜给食品加热;而相同质量的生石灰和熟石灰分别溶于水,前者放出的热量比后者多,氯化钠溶于水能量变化不明显。答案 B4.下列说法不正确的是( )A.原电池负极被氧化B.任何化学反应都能设计成原电池C.化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变D.化学反应达到平衡状态时
4、,只要条件不改变,各物质的浓度就不再改变解析原电池反应的本质是氧化还原反应,因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。答案 B5.某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起,再将两个电极同时插入某种电解质溶液中,能观察到有电流产生的是( )A.用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中B.用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中2C.用锌片、铜片作电极插入番茄中D.用铜片、铁片作电极插入酒精中解析要构成原电池,除要形成闭合回路外,还需要有两个活动性不同的电极材料,其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A 项,铜和石墨与稀硫酸均不反应;B 项,电极材料相同;D 项,酒精是非电解质;C 项,一些水果中含有
5、有机酸,可作电解质溶液。答案 C6.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )A.Na 与水反应时增大水的用量B.Fe 与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸C.在 K2SO4与 BaCl2两溶液反应时,增大压强D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验解析水的浓度可视为固定不变,因此增加水的用量反应速率不变;铁遇浓硫酸会产生钝化现象,不再产生氢气;压强的改变只能适用于有气体参加的反应;增大固体的表面积可以加快反应速率。答案 D7.下列各组反应(表中物质均为反应物)在反应刚开始时,放出 H2的反应速率最大的是( )选项金属(粉末状)及其物质的量/mol酸的浓度及体积反应温度/A Mg 0.1 6 mo
6、lL-1硝酸 10 mL 60B Mg 0.1 3 molL-1盐酸 10 mL 60C Fe 0.1 3 molL-1盐酸 10 mL 60D Mg 0.1 3 molL-1硫酸 10 mL 60解析影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,镁的金属活动性强于铁,所以 C 项放出氢气的反应速率最小。A 项,Mg 与 HNO3反应不会产生氢气,B、D 两项中只需比较 c(H+)的大小即可,而盐酸为一元强酸,硫酸为二元强酸,故相同浓度的盐酸与硫酸,硫酸中的 c(H+)大于盐酸中的 c(H+),D 项符合题意。答案 D8.一定温度下,反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡时,
7、n(SO2) n(O2) n(SO3)=234。缩小体积,反应再次达到平衡时, n(O2)=0.8 mol,n(SO3)=1.4 mol,此时 SO2的物质的量应是( )A.0.4 mol B.0.6 mol C.0.8 mol D.1.2 mol解析 2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始/mol 2x 3x 4x3转化/mol y y平衡/mol 2x-y 3x- 4x+y解得: x=0.3mol,y=0.2mol,所以 2x-y=0.4mol。答案 A9.化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断
8、裂与生成B.铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低C.图所示的装置能将化学能转变为电能D.图所示的反应为吸热反应解析旧化学键断裂吸收能量,新化学键形成吸收能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,A 项正确;铝热反应是放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高,B 项错误;图所示的装置中没有形成闭合回路,不能构成原电池,因此不能将化学能转变为电能,C 项错误;图所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,D 项错误。答案 A10.可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发
9、电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )A.上图是太阳能光伏发电原理图,图中 A 极为正极B.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源C.推广可再生能源有利于经济可持续发展D.光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能解析在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可判断 A 极为负极,A 错误;风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,B 正确;推广可再生能源4有利于经济可持续发展,C 正确;光伏电池发电是将光能直接转化为电能,D 正确。答案 A11.某反应由两步反应 A B C 构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )A.两步反应均
10、为吸热反应B.三种化合物中 C 最稳定C.A 与 C 的能量差为 E4D.A B 反应,反应条件一定要加热解析根据反应能量曲线图可知,能量大小为 BAC,故两步反应分别为吸热反应、放热反应,其中 A、C 的能量差为 H,C 的能量最低,C 最稳定,A、C 错误,B 正确;吸热反应不一定需要加热,D 错误。答案 B12.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 ( )A.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变B.2NO2(g) N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变C.CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s)恒温、恒容下,反应
11、体系中气体的密度保持不变D.3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31解析 A 项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即 Br2的百分含量保持不变,反应处于平衡状态;B 项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明 NO2和 N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C 项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D 项,对于化学反应 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是 n(H2) n(N2)=31 的混合气体,或加入的是纯 NH3,在反应从开
12、始到化学平衡状态,始终是 n(H2) n(N2)=31,因此, n(H2) n(N2)=31 的状态不一定是平衡状态。答案 D13.我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )5A.电池工作时,锂离子向正极移动B.有机电解质可用水溶液代替C.电池总反应为 2Li+2H2O 2LiOH+H2D.该装置不仅可提供电能,还可得到清洁的氢气解析该原电池工作时,电解质中的阳离子锂离子会移向正极,故 A 项正确;由于金属 Li 可以与水反应生成氢氧化锂和氢气,但是与有机电解质不反应,所以有机电解质不可用水溶液代替,故 B 项错误;电池总反应为 2Li+2H2O 2LiO
13、H+H2,故 C 项正确;该原电池是将化学能转化为电能的装置,装置不仅可提供电能,并且反应产物是氢气,能提供能源,故 D 项正确。答案 B14.已知:1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收 436 kJ 的能量;1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收 151 kJ 的能量;由 H 原子和 I 原子形成 1 mol HI 分子时释放 299 kJ的能量。下列判断不正确的是( )A.I2蒸气比 H2分子稳定B.2 mol HI(g)发生分解反应吸收 11 kJ 热量C.HI 与 NaOH 的反应属于放热反应D.0.5 mol H2(g)与 0.5 mol I2(g)完全反应释放出 5.5
14、kJ 热量解析选项 A,H2分子共价键断裂时吸收的热量比 I2分子共价键断裂时吸收的热量多,H 2分子比 I2稳定,A 选项错误。选项 B,设反应为 2HI(g) H2(g)+I2(g),则吸收的热量=2 E(HI)-E(HH)-E(II)=2mol299kJmol-1-1mol436kJmol-1-1mol151kJmol-1=11kJ。选项 C,中和反应是放热反应。选项 D,根据选项 B 的计算可知正确。答案 A15.NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓缓地反应生成 N2和 CO2,化学方程式为2NO+2CO N2+2CO2,对此反应,下列叙述错误的是( )A.使用正催化剂能
15、加大反应速率B.改变反应物的压强对反应速率产生影响C.冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响解析加入正催化剂能加大反应速率,A 项正确;这是一个有气体参加的化学反应,增大压强,气体物质浓度增大,反应速率加大,减小压强,气体物质浓度减小,反应速率减小,B 项正确;温度低,反应速率小,所以冬天不利于 NO 和 CO 的转化,C 项正确;改变反应物的浓度、压强、温度均能改变该反应的速率,D 项错误。答案 D第卷(非选择题 共 55 分)二、非选择题(本题包括 5 小题,共 55 分)16.(8 分)恒温恒容时,NO 2和 N2O4之间发生反应:N
16、 2O4(g) 2NO2(g),如图所示。(1)曲线 (填“ X”或“ Y”)表示 NO2的物质的量随时间的变化曲线。 (2)若升高温度,则 v(NO2) (填“增大”或“减小”)。 (3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中 v(NO2)=0.3 molL-61min-1,乙中 v(N2O4)=0.2 molL-1min-1,则 中反应更快。 解析由反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比,从图像中可推知:曲线 Y 表示 NO2的物质的量随时间的变化曲线。升高温度,反应速率增大。答案(1) Y (2)增大 (3)乙17.(8 分)反应 Fe+H2SO4 FeSO4+H2的
17、能量变化趋势如图所示:(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是 (填字母)。 A.改铁片为铁粉B.改稀硫酸为 98%的浓硫酸C.升高温度D.减小压强(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为 (填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为 ,该极上发生的电极反应为 ,外电路中电子由 (填“正”或“负”,下同)极向 极移动。 解析(1)据能量变化图像可知该反应是放热反应。(2)增大固体的表面积或升高温度,反应速率加快;适当增大反应物浓度反应速率也增大,但98%的浓硫酸能使铁钝化。(3)该反应中铁是还原剂,作负极,比铁活动性差
18、的铜应作正极。铜片上,氢离子得到电子,电极反应为 2H+2e- H2,外电路电子由负极流向正极。答案(1)放热 (2)AC(3)正 产生无色气泡 2H +2e- H2 负 正18.(12 分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。 煅烧石灰石 木炭燃烧 炸药爆炸 酸碱中和 生石灰与水作用制熟石灰 食物因氧化而腐败(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。 (3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 mol 电子。 (4)某化学反应,设反应物的
19、总能量为 E1,生成物的总能量为 E2,若 E1E2,则该反应为 热反应,该反应过程可以看成 。 中和反应都是 热反应,其实质是 。 答案(1) (2)铜 Cu-2e - Cu2+(3)1.12 0.1(4)放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的 H+与碱电离出的 OH-结合生成弱电解质水:H +OH- H2O19.(12 分)(1)在 2 L 的密闭容器中放入 4 mol N2O5,发生如下反应:2N 2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)。反应至 5 min 时,测得 N2O5转化了 20%,则 v(NO2)为 ;5 min 时,N 2O5在混合气体中的体积分数是
20、。 7(2)某温度时,在一个 2 L 的密闭容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空:该反应的化学方程式为 。 若 X、Y、Z 均为气体,2 min 时反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为 。 若 X、Y、Z 均为气体,则达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 (填“增大” “减小”或“相等”)。 解析(1)由三段式可知转化的 N2O5(g)、NO 2(g)、O 2(g)的浓度分别为 0.4molL-1、0.8molL -1、0.2molL -1,5min 时 N2O5(g)、NO 2(g)、O 2(g)的浓度分别为 1.6m
21、olL-1、0.8molL -1、0.2molL -1,故 v(NO2)= =0.16molL-1min-1,5min 时,N 2O5在混合气体中的体积分数为 100%61.5%。(2)物质的量的变化量之比等于化学计量数之比(1-0.7)(1-0.9)(0.2-0)=312,2min 后各物质的物质的量不再变化,此反应为可逆反应,故反应的化学方程式为 3X+Y 2Z。压强之比等于气体物质的量之比,则(0.9+0.7+0.2)(1.0+1.0)=910。达平衡时,容器内气体的物质的量减小,但气体总质量不变,故混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大。答案(1)0.16 molL -1min-1
22、 61.5%(2)3X+Y 2Z 910 增大20.(15 分)(1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:当电极 a 为 Al、电极 b 为 Cu、电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为 ,当电路中有 0.2 mol 电子通过时,负极的质量减少 g。 当电极 a 为 Al、电极 b 为 Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由,若能,请指出正、负极: 。 (2)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。锌片上发生的电极反应为 ; 银片上发生的电极反应为 。 若该电池中两电极的总质量为
23、 60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为 47 g,试计算:a.产生氢气的体积(标准状况);b.通过导线的电量。(已知 NA=6.021023 mol-1,电子电荷为81.6010-19 C)解析(1)a 为 Al,b 为 Cu,溶液为稀硫酸时,电池总反应的离子方程式为2Al+6H+ 2Al3+3H2,当转移 0.2mol 电子时,负极反应的 Al 的质量为 m(Al)=0.2mol 27gmol-1=1.8g;当 a 为 Al,b 为 Mg,溶液为 NaOH 溶液时,电池总反应的离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2,负极为 Al,正极为 Mg。
24、(2)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,锌片作负极,其电极反应为 Zn-2e- Zn2+;银片作正极,其电极反应为 2H+2e- H2。电池总反应式为 Zn+2H+ Zn2+H2。根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。a.锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为 x。Zn+2H+ Zn2+H265g 22.4L60g-47g=13g xx=13g22.4L65g=4.48L。b.反应消耗的锌为 13g65gmol-1=0.20mol1molZn 变为 Zn2+时,转移 2mole-,则通过的电量为 0.20mol26.021023mol-11.610-19C3.910 4C。答案(1)2H +2e- H2 1.8能 正极为镁;负极为铝(2)Zn-2e - Zn2+ 2H +2e- H2a.4.48 L b.3.910 4 C
