新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化測評B蘇教版必修第二冊

專題6測評(B)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.下列說法不正確的是()。A.綠色植物光合作用過程中把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能B.用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源,利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體C.氫能利用的難題是氫氣的貯存與運輸D.太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能答案:B解析:乙醇作燃料產(chǎn)生CO2氣體,會引起溫室效應(yīng),B項錯誤。2.圖像法是研究化學(xué)反應(yīng)的一種常用方法。已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量變化曲線如圖所示,則下列敘述中正確的是()。A.每生成2molAB(g)吸收bkJ能量B.該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵時放出akJ能量答案:B解析:依據(jù)圖像分析,1molA2(g)與1molB2(g)反應(yīng)生成2molAB(g),吸收(a-b)kJ能量,A項錯誤;ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和,則該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,B項正確;反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,C項錯誤;斷裂化學(xué)鍵時要吸收能量,D項錯誤。3.化學(xué)能可與熱能、電能等相互轉(zhuǎn)化。下列表述不正確的是()。圖Ⅰ圖ⅡA.有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一B.圖Ⅰ所示的裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.圖Ⅱ所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與形成答案:B解析:化學(xué)反應(yīng)過程中,除了有新物質(zhì)生成,一定伴隨能量的變化,所以有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一,A項正確;圖Ⅰ所示的裝置不能形成閉合回路,不能構(gòu)成原電池,化學(xué)能不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?B項錯誤;根據(jù)圖Ⅱ知,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),C項正確;化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化,斷鍵需要吸收能量,成鍵放出能量,所以化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與生成,D項正確。4.有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()。A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的熱,故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,裝置中一定是銀作正極C.因為鐵的活動性強于銅,所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硫酸中,若能組成原電池,必是鐵作負(fù)極、銅作正極D.電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,利用電解可以獲得普通化學(xué)方法難以制備的物質(zhì),例如金屬鈉答案:D解析:所給反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),沒有電子轉(zhuǎn)移,雖然為放熱反應(yīng),但不能將該反應(yīng)設(shè)計成原電池,A項錯誤;根據(jù)所給反應(yīng),負(fù)極材料應(yīng)該是Cu,但正極材料可以用Ag,也可以用石墨等惰性電極,B項錯誤;當(dāng)鐵和銅作為電極放入濃硫酸中時,鐵發(fā)生鈍化,C項錯誤。5.可逆反應(yīng)2NO2(g)紅棕色2NO(g①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.①②③④⑤⑥⑦答案:A解析:①中單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。②單位時間內(nèi)生成nmolO2必生成2nmolNO,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。③中達(dá)到平衡與否,用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比。④混合氣體的顏色不變,則表示NO2的濃度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。⑤容器容積固定、反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,密度始終不變。⑥反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大,壓強不變,意味著各物質(zhì)的含量不再變化,說明已達(dá)到平衡狀態(tài)。⑦由于氣體的質(zhì)量不變,氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時,說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。6.甲:在試管中加入1g粉末狀大理石,加入4mol·L-1鹽酸20mL(過量);乙:在試管中加入2g顆粒狀大理石,加入4mol·L-1鹽酸20mL(過量);下列CO2生成體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)V(CO2)同反應(yīng)時間t的關(guān)系曲線圖合理的是()。答案:D解析:甲、乙試管中大理石的狀態(tài)和質(zhì)量不同,甲中1g粉末狀的大理石,乙中2g顆粒狀的大理石,產(chǎn)生氣體的速率甲比乙快,產(chǎn)生氣體的量乙是甲的2倍,因此甲曲線比乙曲線斜率大,甲比乙先反應(yīng)完,乙曲線比甲曲線氣體體積大,分析比較可知D項正確。7.N2H4是一種高效清潔的火箭燃料,0.25molN2H4(g)完全燃燒生成N2和氣態(tài)水時放出133.5kJ熱量,則下列熱化學(xué)方程式中正確的是()。A.12N2H4(g)+12O2(g)12N2(g)+H2ΔH=+267kJ·mol-1B.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-133.5kJ·mol-1C.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-534kJ·mol-1D.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1答案:D解析:0.25molN2H4(g)完全燃燒放出133.5kJ熱量,則1molN2H4(g)完全燃燒放出的熱量為4×133.5kJ=534kJ。選項A,ΔH為正值,不正確;選項B,ΔH數(shù)值不正確;選項C,生成物水的狀態(tài)不正確。8.一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷(C4H10)氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對該燃料電池的說法正確的是()。A.在熔融電解質(zhì)中,O2-移向正極B.當(dāng)負(fù)極消耗4.48L氣體時,轉(zhuǎn)移電子5.2molC.電子的流向:由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,再通過內(nèi)電路流回負(fù)極D.通入丁烷的一極是負(fù)極,電極反應(yīng)式為C4H10+13O2--26e-4CO2+5H2O答案:D解析:該裝置是原電池,在熔融電解質(zhì)中,氧離子由正極向負(fù)極移動,A項錯誤;未指明氣體所處的溫度和壓強,負(fù)極消耗4.48L氣體的物質(zhì)的量不一定是0.2mol,轉(zhuǎn)移電子不一定是5.2mol,B項錯誤;原電池內(nèi)部不存在電子轉(zhuǎn)移,只存在陰、陽離子的定向移動,C項錯誤;通入丁烷的電極是負(fù)極,負(fù)極上丁烷失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化碳和水,電極反應(yīng)式為C4H10+13O2--26e-4CO2+5H2O,D項正確。二、不定項選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分。每小題有一個或兩個選項符合題目要求,全部選對得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。9.(2023浙江杭州期中)二十大報告指出,我國要在2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”,2060年實現(xiàn)“碳中和”。某科研小組用電化學(xué)方法將CO2轉(zhuǎn)化為CO實現(xiàn)再利用,轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。已知交換膜只允許H+通過,下列說法不正確的是()。A.該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.N極電極反應(yīng)方程式為CO2+2H+-2e-CO+H2OC.工作一段時間后,M電極室中的溶液pH下降D.外電路中,電流由N極經(jīng)負(fù)載流向M極答案:B解析:由圖可知,M極上H2O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2,M極為負(fù)極,N極上CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成CO,N極為正極。該裝置為原電池,能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A正確;N極為電池正極,電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-CO+H2O,B錯誤;M極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,產(chǎn)生4molH+的同時有4molH+通過交換膜移向正極,溶液中H+的物質(zhì)的量不變,但溶劑水減少,故工作一段時間后,M電極室中的溶液pH下降,C正確;外電路中,電流由正極經(jīng)負(fù)載流向負(fù)極,即電流由N極經(jīng)負(fù)載流向M極,D正確。10.恒溫恒壓下,在起始容積為10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g),反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示。下列說法正確的是()。t/minn(A)/moln(B)/moln(C)/mol02.03.2052.4101.8A.容器內(nèi)氣體密度不變,標(biāo)志著反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)B.5~10min內(nèi),用C表示的平均反應(yīng)速率為0.012mol·L-1·min-1C.5min時,A的物質(zhì)的量濃度為1.6mol·L-1D.反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后充入少量氦氣(不參與反應(yīng)),正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大答案:B解析:根據(jù)“三段式”法,反應(yīng)發(fā)生至5min時:A(g)+2B(g)3C(g)起始量/mol 2.0 3.2 0變化量/mol 0.4 0.8 1.25min時/mol 1.6 2.4 1.2反應(yīng)發(fā)生5~10min內(nèi):A(g)+2B(g)3C(g)5min時/mol 1.6 2.4 1.2變化量/mol 0.2 0.4 0.610min時/mol 1.4 2.0 1.8反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g),因為反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體,氣體總質(zhì)量不變,又因為容器容積不變,所以反應(yīng)過程中氣體密度一直不變,為定量,故容器內(nèi)氣體密度不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),A項錯誤;根據(jù)上述所列三段式可知,5~10min內(nèi),用C表示的平均反應(yīng)速率為0.6mol10L×5min=0.012mol·L-1·min-1,B項正確;5min時,A的物質(zhì)的量濃度為1.6mol10L=0.16mol·L-1,C項錯誤;由題意知,密閉容器容積可變,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后充入少量氦氣(不參與反應(yīng)),11.普通水泥在固化過程中其自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一特點,科學(xué)家們發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,下列有關(guān)說法正確的是()。A.2molCu與1molAg2O所具有的總能量低于1molCu2O與2molAg所具有的總能量B.Ag2O/Ag電極為正極C.外電路中,電流從Cu流向Ag2OD.電池工作時,OH-向負(fù)極移動答案:BD解析:原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,所以2molCu與1molAg2O所具有的總能量高于1molCu2O與2molAg所具有的總能量,A項錯誤;從化學(xué)方程式可以看出2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,Cu失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,Ag2O得電子,發(fā)生還原反應(yīng),作正極,B項正確;原電池外電路中電流方向從正極流向負(fù)極,即從Ag2O流向Cu,C項錯誤;原電池工作時,陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動,D項正確。12.在10L密閉容器中,1molA和3molB在一定條件下發(fā)生反應(yīng):A(g)+xB(g)2C(g),2min后反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,測得混合氣體共3.4mol,生成0.4molC,則下列計算結(jié)果不正確的是()。A.平衡時,容器內(nèi)的壓強是起始時的17B.x=4C.A的轉(zhuǎn)化率為80%D.B的平均反應(yīng)速率為0.4mol·L-1·min-1答案:CD解析:根據(jù)“三段式”法:A(g)+xB(g)2C(g)起始量/mol 1 3 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.2 0.2x 0.4平衡量/mol 0.8 3-0.2x 0.4由題意知,3.4mol=0.8mol+(3-0.2x)mol+0.4mol,解得x=4,B項正確;一定條件下,氣體壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,則平衡時容器內(nèi)的壓強與起始時壓強之比為3.44=1720,A項正確;A的轉(zhuǎn)化率為0.2mol1mol×100%=20%,C項錯誤;B的平均反應(yīng)速率為0.8mol三、非選擇題:本題共4小題,共52分。13.(12分)下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)。物質(zhì)Cl2Br2I2H2能量242.7193151436.4物質(zhì)HFHClHBrHI能量568431.8366298根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)~(5)題。(1)相同條件下,下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是。

A.H2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下列氫化物中,最穩(wěn)定的是。

A.HF B.HClC.HBr D.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時,放出或吸收的熱量最多的是。

(5)若無上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(4)嗎?,你的根據(jù)是

。答案:(1)A(2)A(3)放熱(4)Cl2(5)能生成物越穩(wěn)定,放出的熱量越多,在HX中,HCl最穩(wěn)定14.(12分)已知電極材料有鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液有CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列問題。(1)電工操作上規(guī)定:不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因:

。(2)若電極材料選銅和石墨,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液,外加導(dǎo)線,能否構(gòu)成原電池?(填“能”或“不能”)。若能,請寫出電極反應(yīng)式,負(fù)極:,正極:。(若不能,后兩空不填)

(3)設(shè)計一種以鐵與稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池,要求:①畫出裝置示意圖,②標(biāo)明電極材料及電池的正、負(fù)極。(4)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池,其正極電極反應(yīng)式為。

答案:(1)兩者連接在一起時,接頭處在潮濕的空氣中易形成原電池而被腐蝕,造成斷路(2)能Cu-2e-Cu2+Fe3++e-Fe2+(3)如圖(4)4H++O2+4e-2H2O解析:(1)當(dāng)Cu、Al導(dǎo)線連接時,接頭處接觸到潮濕的空氣,易形成原電池而被腐蝕,造成斷路。(2)Fe2(SO4)3能與Cu發(fā)生反應(yīng):Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,根據(jù)所給條件可以設(shè)計成原電池,其負(fù)極為Cu,電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,正極為石墨,電極反應(yīng)為Fe3++e-Fe2+。(3)電池反應(yīng)為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,負(fù)極為Fe,正極可為Cu、Ag或石墨,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,畫出裝置示意圖。(4)該反應(yīng)中銅元素的化合價由0價變?yōu)?2價、氧元素的化合價由0價變?yōu)?2價,要將該反應(yīng)設(shè)計成原電池,則Cu作負(fù)極,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),因為在酸性條件下,所以氧氣得電子與氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-2H2O。15.(14分)CH3OH是一種無色有刺激性氣味的液體,在生產(chǎn)生活中有重要用途,同時也是一種重要的化工原料。(1)已知CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的能量變化如下圖所示,下列說法正確的是。

A.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個吸收能量的過程B.H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為1∶2C.化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成,同時也一定有能量變化D.2molH—H鍵斷裂的同時2molCO鍵形成,則反應(yīng)達(dá)最大限度(2)某溫度下,將5molCH3OH和2molO2充入2L的密閉容器中,經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡,測得c(O2)=0.2mol·L-1,4min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=。

(3)某種CH3OH燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH溶液(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。其中負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-CO32-+6H2O。則下列說法正確的是(填序號①電池放電時通入空氣的電極為負(fù)極②電池放電時,電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱③電池放電時每消耗6.4gCH3OH轉(zhuǎn)移1.2mol電子(4)鋁-空氣燃料電池是一種新型的燃料電池,其工作原理如圖所示,其中電解質(zhì)溶液是KOH溶液,正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-。①通入空氣的電極是(填“正”或“負(fù)”)極。

②Al電極是(填“X”或“Y”)電極。

③電池總反應(yīng)式為(寫離子方程式)。

④負(fù)極反應(yīng)式為

。

答案:(1)CD(2)0.8mol·L-1·min-1(3)②③(4)①正②X③4Al+4OH-+3O24AlO2-+2H2O④Al+4OH--3e-AlO2-+2H解析:(1)由圖像可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個放出能量的過程,A項錯誤;平均反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為2∶1,B項錯誤;化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成,同時也一定有能量變化,C項正確;2molH—H鍵斷裂的同時2molCO鍵形成,說明v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡,即反應(yīng)達(dá)最大限度,D項正確。(2)將5molCH3OH和2molO2充入2L的密閉容器中,經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡,測得c(O2)=0.2mol·L-1,說明氧氣反應(yīng)掉(2-0.2×2)mol=1.6mol,則生成氫氣6.4mol,所以4min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=6.4mol2L×4min=0.8mol·L(3)甲醇燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH溶液(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。①電池放電時,氧氣得電子,則通入空氣的電極為正極,錯誤;②電池放電時,生成的CO2與KOH溶液反應(yīng)生成碳酸鉀,電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱,正確;③6.4g甲醇的物質(zhì)的量為0.2mol,根據(jù)CH3OH+8OH--6e-CO32-+6H2O,電池放電時每消耗6.4gCH3OH轉(zhuǎn)移1.2mol電子(4)題述燃料電池中Al失電子作負(fù)極,O2得電子,則通入空氣的電極作正極;電子由X電極流向Y電極,所以X電極為Al,作負(fù)極,Y電極為通入空氣的電極,作正極,電池總反應(yīng)式為4Al+4OH-+3O24AlO2-+2H2O16.(14分)某溫度時,在2L的密閉容器中,X、Y、Z(均為氣體)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。請回答下列問題。(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)反應(yīng)從開始至2min,用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(Z)=。(3)2min后反應(yīng)達(dá)到平衡,容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量比起始時(填“增大”“減小”或“不變”,下同);混合氣體的密度。

(4)將amolX與bmolY的混合氣體通入2L的密閉容器中并發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)到某時刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量恰好滿足:n(X)=n(Y)=n(Z),則原混合氣體中a∶b=。

(5)下列措施能增大反應(yīng)速率的是。

A.恒壓時充入HeB.恒容時充入HeC.恒容時充入XD.及時分離出ZE.升高溫度F.選擇高效的催化劑(6)下列說法正確的是。

A.升高溫度改變化學(xué)反應(yīng)的限度B.已知正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時間長短無關(guān)D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不