化學必修2專題綜合檢測專題二化學反應與能量轉化

專題綜合檢測(二)時間：90分鐘滿分：100分第Ⅰ卷(選擇題共46分)一、選擇題(1～8題，每小題2分，9～18題，每小題3分)1．下列圖示變化為吸熱反應的是(A)解析：A中，反應物的總能量小于生成物的總能量，為吸熱反應；B中，N2和H2必須先吸收能量斷裂舊化學鍵，再放出能量形成新化學鍵，由于放出能量大于吸收能量，故B為放熱反應。2．下列說法不正確的是(D)A．電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉變成化學能B．煤燃燒時可以將化學能轉變成熱能C．綠色植物光合作用過程中把太陽能轉變成化學能D．白熾燈工作時電能全部轉變?yōu)楣饽?．Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取Cu2O的電解池示意圖如圖所示，電解總反應為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是(A)A．石墨電極上產生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉移時，有0.1molCu2O生成解析：由電解總反應可知，Cu參加了反應，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B項錯誤；石墨作陰極，陰極上是溶液中的H＋發(fā)生還原反應，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，A項正確；陽極與電源的正極相連，C項錯誤；陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當有0.1mol電子轉移時，有0.05molCu2O生成，D項錯誤。4．根據(jù)如圖所示示意圖，下列說法不正確的是(C)A．反應C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a)kJ·mol－1B．該反應過程反應物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量C．1molC(s)和1molH2O(l)反應生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的熱量為131.3kJD．1molC(s)、2molH、1molO轉變成1molCO(g)和1molH2(g)放出的熱量為akJ5．NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%，則下列表示此段時間內該反應的平均速率的式子中不正確的是(C)A．v(N2)＝0.125mol/(L·min)B．v(H2O)＝0.375mol/(L·min)C．v(O2)＝0.225mol/(L·min)D．v(NH3)＝0.250mol/(L·min)解析：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)eq\o(\s\up17(起始量),\s\do15(mol))4300eq\o(\s\up17(轉化量),\s\do15(mol))4x3x2x6xeq\o(\s\up17(4min后量),\s\do15(mol))4－4x3－3x2x6x據(jù)題意，則有eq\f(6x,7＋x)＝0.4解得x＝0.5則4min內H2O的變化濃度為Δc(H2O)＝eq\f(3mol,2L)＝1.5mol/Lv(H2O)＝eq\f(1.5mol/L,4min)＝0.375mol/(L·min)，再由各物質表示的速率之比等于各物質的化學計量數(shù)之比，可得其他各物質表示的反應速率分別為v(N2)＝0.125mol/(L·min)，v(NH3)＝0.250mol/(L·min)，v(O2)＝0.1875mol/(L·min)。6．一定溫度下，在恒容的密閉容器中發(fā)生可逆反應：3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)ΔH＝－akJ·mol－1。下列情況可以說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是(A)A．2v正(X)＝3v逆(Z) B．混合氣體的總質量不變C．混合氣體的密度不變 D．ΔH的數(shù)值不變7．已知：①1molH2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量，②1molI2蒸氣中化學鍵斷裂時需要吸收151kJ的能量，③由H原子和I原子形成1molHI分子時釋放299kJ的能量。下列判斷不正確的是(A)A．I2蒸氣比H2分子穩(wěn)定B．2molHI(g)發(fā)生分解反應吸收11kJ熱量C．HI與NaOH反應屬于放熱反應D．0.5molH2(g)與0.5molI2(g)完全反應釋放出5.5kJ熱量解析：選項A，H2分子共價鍵斷裂時吸收的熱量比I2分子共價鍵斷裂時吸收的熱量多，H2分子比I2穩(wěn)定，A選項錯誤；選項B，設反應為2HI(g)=H2(g)＋I2(g)，則吸收的熱量為2E(H—I)－E(H—H)－E(I－I)＝2×299kJ·mol－1－436kJ·mol－1－151kJ·mol－1＝11kJ；選項C，中和反應是放熱反應；選項D，根據(jù)選項B的計算可知正確。8．下列有關能源的說法正確的是(C)A．煤、石油、天然氣是重要的化石燃料，加快化石燃料的開采與使用，有利于國民經濟的發(fā)展B．核電站是利用原子核發(fā)生聚變，釋放能量來發(fā)電的C．夏天為了更涼快，把室內空調溫度設置很低，這樣不符合“低碳生活”理念D．煤爐生火時，用木材引燃是為了提高煤的著火點解析：化石燃料的過度開采與使用，不利于國民經濟的長遠發(fā)展，A項錯誤；核電站是利用原子核發(fā)生裂變釋放能量來發(fā)電的，氫彈的爆炸才是核的聚變，B項錯誤；溫差越大消耗電能越多，則耗電量越大，不符合“低碳生活”理念，C項正確；煤爐生火時，用木材引燃是為了升高溫度使之達到煤的著火點，而不是提高煤的著火點，D項錯誤。9．TiO2在光照射下可使水分解：2H2Oeq\o(=,\s\up17(TiO2),\s\do15(光))2H2↑＋O2↑，該過程類似植物的光合作用。如圖是光照射下TiO2分解水的裝置示意圖。下列敘述正確的是(A)A．該裝置將光能轉化為電能，同時也能轉化為化學能B．鉑電極上發(fā)生的電極反應為氧化反應C．該裝置工作時，電流由TiO2電極經R流向鉑電極D．該裝置工作時，TiO2電極附近溶液的pH變大解析：該裝置光分解水是將光能轉化為化學能，發(fā)生氧化還原反應，生成氫氣和氧氣，電子的轉移經過R，又將化學能轉化為電能；鉑電極上生成氫氣的反應為2H＋＋2e－=H2↑，是還原反應；TiO2電極上生成氧氣的反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。所以TiO2電極附近溶液的pH減?。浑娮佑蒚iO2電極經R流向鉑電極，電流方向正好相反。10．一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有關說法正確的是(C)A．檢測時，電解質溶液中的H＋向負極移動B．若有0.4mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應的化學方程式為CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD．正極上發(fā)生的反應是O2＋4e－＋2H2O=4OH－解析：電解質溶液中陽離子應向正極移動，A項錯誤；酸性溶液中，正極電極反應式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D項錯誤；結合正極反應式，轉移0.4mol電子時，消耗O20.1mol，其在標準狀況下的體積為2.24L，B項錯誤；C項正確。11．下列說法中不正確的是(C)①任何化學反應都伴有能量變化②根據(jù)能量守恒定律，反應物的總能量等于生成物的總能量③化石燃料在燃燒過程中能產生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體④煤轉化為煤氣后燃燒，可以提高燃燒效率⑤等質量的氫氣燃燒生成水蒸氣所放出的熱量低于生成液態(tài)水所放出的熱量⑥等質量的硫蒸氣和硫粉分別與氧氣反應生成SO2氣體，硫粉放出的熱量多A．①③⑤ B．①②③④⑤⑥C．②⑥ D．②③④⑥解析：②錯，根據(jù)能量守恒原理，對于放熱反應，反應物的總能量等于生成物總能量加上放出的熱量；對于吸熱反應，反應物總能量加上吸收的熱量，等于生成物的能量。⑤中生成水蒸氣可理解為是先生成液態(tài)水再由液態(tài)水汽化成水蒸氣，因為水汽化時是要吸收能量的，所以，生成水蒸氣時放出的能量就比生成液態(tài)水時放出的能量要少；⑥中，硫蒸氣可理解為硫粉吸收熱量后沸騰而來，所以硫蒸氣本身能量就比硫粉的能量要高。12．為了探究溫度對化學反應速率的影響，下列實驗方案可行的是(D)解析：為了探究溫度對化學反應速率的影響，必須要控制其他實驗條件相同，才能得出正確答案。13．下列對如圖所示裝置實驗現(xiàn)象的描述正確的是(C)a電極b電極X溶液實驗現(xiàn)象A石墨石墨CuCl2a極質量增加，b極放出無色氣體B石墨FeKNO3a極質量增加，b極放出無色氣體CCuFeCuSO4a極質量增加，b極質量減少D石墨石墨HCla、b極都放出無色氣體14.2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up17(V2O5),\s\do15(△))2SO3(g)ΔH<0是工業(yè)上制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是(D)A．2moLSO3的總能量比2molSO2和1molO2的總能量要高B．催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率C．由于該反應是放熱反應，所以降低溫度會縮短反應達到化學平衡的時間D．在t1、t2時刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時間間隔t1～t2內，SO3(g)生成的平均速率v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)解析：2molSO3的總能量比2molSO2和1molO2的總能量要低，選項A是錯誤的；加入催化劑會同時改變正、逆反應的化學反應速率，選項B是錯誤的；降低反應溫度會使反應速率降低，將延長反應達到平衡的時間，選項C是錯誤的；根據(jù)化學反應速率的表示方法可判斷出選項D是正確的。15．下列條件一定能使反應速率加快的是(C)①增加反應物的物質的量②升高溫度③縮小反應容器的體積④加入生成物⑤加入MnO2A．全部 B．①②⑤C．② D．②③解析：①若反應物為固體，增加固體的量，反應速率不加快；②升高溫度，反應速率一定加快，跟物質狀態(tài)無關；③加壓對固態(tài)、液態(tài)沒有影響；④加入的生成物若是固體沒有影響；⑤加入MnO2若作催化劑，則加快，若不是催化劑，則沒有影響。16．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2下列有關該電池的說法不正確的是(C)A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為FeB．電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O解析：因為放電時的反應中有氫氧化物生成，故電解質溶液是堿性溶液，因為鐵的化合價升高，鎳的化合價降低，故鐵是負極，氧化鎳是正極，故A和B均正確；充電時的陰極反應為Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－，故此時陰極附近的pH增大，故C不對；根據(jù)所給的放電時的電池反應可推知D正確。17．0℃時，將0.1molN2O4置于1L密閉的燒瓶中，然后將燒瓶放入100℃的恒溫槽中，燒瓶內的氣體逐漸變?yōu)榧t棕色：N2O4(g)2NO①N2O4的消耗速率與NO2的生成速率之比為12②NO2的消耗速率與N2O4的消耗速率之比為21③燒瓶內氣體的壓強不再變化④燒瓶內氣體的質量不再變化⑤NO2的物質的量濃度不再改變⑥燒瓶內氣體的顏色不再加深⑦燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化⑧燒瓶內氣體的密度不再變化A．②③⑥⑦B．①④⑧C．只有①④D．只有⑦⑧解析：①N2O4的消耗速率與NO2的生成速率均表示正反應速率，不能判斷是否已達平衡；④燒瓶內氣體的質量是定值，燒瓶內氣體的質量不再變化，不能判斷是否已達平衡；⑧燒瓶的體積不變，且氣體總質量不變，密度是定值，混合氣體的密度不再改變，不一定平衡。故選B。18．一定條件下，將3molA氣體和1molB氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)。2min末該反應達到平衡，生成D的物質的量隨時間的變化情況如圖所示。下列判斷正確的是(D)A．若混合氣體的密度不再改變時，該反應不一定達到平衡狀態(tài)B．2min后，加壓會使正反應速率加快，逆反應速率變慢C．反應過程中A和B的轉化率之比為31D．開始到平衡，用A表示的化學反應速率為0.3mol·L－1·min－1解析：產物D為固體，因此容器體積恒定時，若混合氣體的密度不再改變，則混合氣體的質量一定不再改變，反應一定達到平衡狀態(tài)，A項錯誤；縮小體積增大壓強，正、逆反應速率均加快，容器體積不變，充入與體系無關的氣體，雖然容器總壓強增大，但體系內各物質濃度不變，正、逆反應速率均不變，B項錯誤；3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)起始/mol3100轉化/mol1.20.40.40.8平衡/mol1.80.60.40.8A的轉化率為eq\f(1.2mol,3mol)×100%＝40%，B的轉化率為eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%，二者之比為11，C項錯誤；v(A)＝eq\f(1.2mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1，D項正確。第Ⅱ卷(非選擇題共54分)二、非選擇題(共54分)19．(10分)工業(yè)合成氨反應：N2＋3H22NH3是一個放熱的可逆反應，反應條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵放出能量分別為436kJ、391kJ、946kJ。則：(1)若1molN2完全反應生成NH3可放出(填“吸收”或“放出”)熱量92kJ。(2)如果將1molN2和3molH2混合，使其充分反應，放出的熱量總小于上述數(shù)值，其原因是該反應是可逆反應，1_mol_N2和3_mol_H2不能完全反應，因此放出能量總是小于92_kJ。(3)實驗室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為2L的密閉容器內，反應經過10min后，生成10molNH3，則用N2表示的化學反應速率為0.25mol·L－1·min－1。(4)一定條件下，當合成氨的反應達到化學平衡時，下列說法正確的是acf。a．正反應速率和逆反應速率相等b．正反應速率最大，逆反應速率為0c．N2的轉化率達到最大值d．N2和H2的濃度相等e．N2、H2和NH3的體積分數(shù)相等f．反應達到最大限度解析：(1)ΔH＝反應物鍵能和－生成物鍵能和，反應N2＋3H22NH3中ΔH＝(946＋3×436－6×391)kJ/mol＝－92kJ/mol，所以正反應放熱。(2)該反應是可逆反應，1molN2和3molH2不能完全反應，因此放出的熱量總是小于上述數(shù)值。(3)Δc(NH3)＝10mol÷2L＝5mol·L－1，v(NH3)＝5mol·L－1÷10min＝0.5mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1。20．(6分)通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(ΔH)?；瘜W鍵Si—OSi—ClH—HH—ClH—OSi—CSi—SiO=O鍵能/(kJ·mol－1)460360436431463347176498請回答下列問題：(1)比較下列兩組物質的穩(wěn)定性。(填“<”或“>”)SiC>Si，H2>HCl(2)工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do15())Si(s)＋4HCl(g)，(1molSi中含有2molSi—Si共價鍵)該反應的反應熱ΔH＝＋236kJ·mol－1。(3)下圖表示氫氣和氧氣反應過程中能量的變化，請將圖中①、②、③的能量變化的數(shù)值，填在相應的橫線上。①1_370kJ②1_852kJ③482kJ解析：(1)穩(wěn)定性取決于鍵能的大小，由于鍵能：Si—C>Si—Si，因此穩(wěn)定性：SiC>Si；在H2、HCl中，二者均屬于雙原子分子，穩(wěn)定性取決于它們的鍵能大小，因鍵能：H—H>H—Cl，故穩(wěn)定性：H2>HCl。(2)在SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Si(s)＋4HCl(g)中，反應物斷開4molSi—Cl,2molH—H，共吸收能量：4×360kJ＋2×436kJ＝2312kJ；生成物形成化學鍵放出能量，形成2molSi—Si,4molH—Cl，共放出能量：2×176kJ＋4×431kJ＝2076kJ，ΔH＝2312－2076＝＋236kJ·mol－1。(3)2molH2在1molO2中完全燃燒時，需要破壞2molH—H鍵和1molO=O鍵，所以需要吸收的熱量為：436kJ×2＋498kJ＝1370kJ；4molH和2molO結合成2molH2O時，能夠形成4molO—H鍵，釋放的熱量為：463kJ×4＝1852kJ；所以整個過程釋放的熱量為：1852kJ－1370kJ＝482kJ。21．(14分)化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。(1)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在400mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下(累計值)：時間/min12345氫氣體積/mL(標準狀況)100240464576620①哪一時間段反應速率最大2～3min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是因該反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快。②求3～4min時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率0.025_mol·L－1·min－1(設溶液體積不變)。(2)另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積，他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應速率，你認為不可行的是CD(填字母)。A．蒸餾水 B．KCl溶液C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液(3)某溫度下在4L恒容密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化曲線如圖。①該反應的化學方程式是3X(g)＋Y(g)2Z(g)。②該反應達到平衡狀態(tài)的標志是AC(填字母)。A．Y的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變B．X、Y的反應速率比為31C．容器內氣體壓強保持不變D．容器內氣體的總質量保持不變E．生成1molY的同時消耗2molZ③2min內Y的轉化率為10%。解析：(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反應速率最大的時間段為2～3min；原因是該反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快。②在3～4min時間段內，n(H2)＝0.112L/22.4L·mol－1＝0.005mol，消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，故v(HCl)＝eq\f(0.01mol,0.4L×1min)＝0.025mol·L－1·min－1。(2)加入蒸餾水及加入KCl溶液，H＋濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量，故A、B可行；C項，加入KNO3溶液，H＋濃度減小，因酸性溶液中有NOeq\o\al(－,3)，具有強氧化性，與Zn反應無氫氣生成，不可行；D項，加入CuSO4溶液，形成原電池，反應速度增大，且影響生成氫氣的量，不可行。(3)①由圖像可以看出，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，應為生成物，當反應進行到5min時，Δn(Y)＝0.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，Δn(X)＝0.6mol，則Δn(Y)Δn(Z)Δn(X)＝123，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，則反應的方程式為3X(g)＋Y(g)2Z(g)。②X、Y的反應速率比為31，隨著反應的進行X、Y的反應速率比始終為31，不能作為平衡狀態(tài)的標志，故B錯誤；反應物和生成物均為氣體，容器內氣體的總質量保持不變，不能作為平衡狀態(tài)的標志，故D錯誤；生成1molY的同時消耗2molZ均只能表示逆反應速率，不能說明正、逆反應速率相等，無法判斷反應達到平衡狀態(tài)，故E錯誤。③2min內Y的轉化率＝eq\f(變化物質的量,起始總物質的量)×100%＝(1.0mol－0.9mol)÷1mol×100%＝10%。22．(12分)某同學設計如下三個實驗方案以探究某反應是放熱反應還是吸熱反應：方案一：如圖1，在小燒杯里放一些除去氧化鋁保護膜的鋁片，然后向燒杯里加入10mL2mol·L－1稀硫酸，再插入一支溫度計，溫度計的溫度由20℃逐漸升至75℃，隨后，溫度逐漸下降至30℃方案二：如圖2，在燒杯底部用熔融的蠟燭粘一塊小木片，在燒杯里加入10mL2mol·L－1硫酸溶液，再向其中加入氫氧化鈉溶液，片刻后提起燒杯，發(fā)現(xiàn)小木片脫落下來。方案三：如圖3，甲試管中發(fā)生某化學反應，實驗前U形管紅墨水液面相平，在化學反應過程中，通過U形管兩側紅墨水液面高低判斷某反應是吸熱反應還是放熱反應。根據(jù)上述實驗回答相關問題：(1)鋁片與稀硫酸的反應是放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應，寫出該反應的離子方程式：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。(2)方案一中，溫度升至最大值后又下降的原因是反應完全后，熱量向空氣中傳遞，燒杯里物質的溫度降低。(3)方案二中，小木片脫落的原因是蠟燭熔化，由此得出的結論是氫氧化鈉與硫酸的反應放熱。(4)方案三中，如果甲試管里發(fā)生的反應是放熱反應，則U形管里紅墨水液面：左邊低于(填“高于”“低于”或“等于”)右邊。(5)由方案三的現(xiàn)象得出結論：①③④組物質發(fā)生的反應都是放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應，如果放置較長時間，可觀察到U形管里的現(xiàn)象是紅墨水液面左右相平。(6)方案三實驗②的U形管中的現(xiàn)象為紅墨水液面左高右低，說明反應物的總能量小于(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的總能量。解析：(1)根據(jù)溫度計示數(shù)判斷鋁與稀硫酸反應是放熱反應，金屬與非氧化性酸反應