新教材2023版高中化学专题6化学反应与能量变化综合评价苏教版必修第二册

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专题6综合评价考试时间：75分钟　满分：100分一、选择题(本小题包括15小题，每小题3分，共45分)1．下列电池能实现化学能与电能相互转化的是(　　)2．某学习小组用铁与稀硫酸反应探究“影响化学反应速率因素”，数据如下表：请分析上表信息，下列说法错误的是(　　)A．实验①和②表明固体反应物的表面积越大，反应速率越大B．仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有①和③C．实验③和④表明反应物温度越高，反应速率越小D．实验③将稀硫酸改为同体积、c(H＋)相同的盐酸(其他条件不变)，发现放出气泡的速率盐酸明显比硫酸快，其可能的原因是Cl－起催化作用3．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是(　　)A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023D．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的热量变化可以通过反应中形成新共价键的键能之和与反应中断裂旧共价键的键能之和来计算4．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)A．CO2和CH4完全转化CH3COOHB．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C—C键D．升高温度可减慢该化学反应速率5．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)下列说法中正确的是(　　)A．三步反应均为放热反应B．步骤(Ⅰ)的反应速率最快C．步骤(Ⅰ)中HBr和O2比HOOBr稳定D．4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)完全反应放出12.67 kJ的能量6．活性炭可处理大气污染物NO，反应原理为C(s)＋2NO(g)⇌N2(g)＋CO2(g)。下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．加入足量的活性炭可以实现NO 100%转化B．升高体系温度能加快反应速率C．增大压强不能加快反应速率D．使用催化剂不影响反应速率7．将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)＋B(g)⇌2C(g)，反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)A．用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1B．用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1C．2 s时v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－18．某反应的反应机理、能量与反应进程的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．Fe2＋是该反应的催化剂B．反应的总离子方程式为S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) ＋2I－ eq \o(=====,\s\up7(Fe2＋)) 2SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋I2C．S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) 在第一步反应中作氧化剂D．两步反应都是放热反应9．中国科学家用墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂—空气电池如图甲，电池的工作原理如图乙。下列有关说法正确的是(　　)A．放电时，纸张中的石墨作为锂电池的负极B．开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源的正极C．闭合开关K给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li＋＋e－===LiD．放电时，Li＋由正极经过有机电解质溶液移向负极10．下列对图a和图b的分析合理的是(　　)A．图a负极上发生的反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－B．图b接通开关后溶液中的H＋向正极移动C．图a中的铁棒发生腐蚀，正极上发生的反应可能是4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．图b接通开关后铜被腐蚀11．液态太阳燃料技术路线示意图如图。下列有关说法错误的是(　　)A．太阳能最终转化为电能和热能B．燃料电池正极反应式为H2－2e－===2H＋C．H2O和CO2可循环利用D．该技术的关键是氢气如何安全、高效储存及转移12．研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)、②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法不正确的是(　　)A．反应①②都是氧化还原反应B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应①决定C．Fe＋是反应的催化剂，FeO＋是中间产物D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O13．下列对应化学平衡状态的判断不正确的是(　　)A．反应2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)，如单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡B．反应2A(s)⇌2B(g)＋3C(g)，密闭容器中B的体积分数不变，标志反应达到平衡状态C．反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)，当平均摩尔质量不变时，反应达到平衡D．反应NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)，反应体系的颜色不再发生变化时，反应达到平衡14．工业上燃烧硫矿石制取硫酸产生的废气SO2，如图根据原电池的原理将SO2转化为重要的化工原料，下列说法正确的是(　　)A．通入SO2的a极为负极B．电子从a极经导线移向b极，再经溶液移向a极C．电池工作一段时间后电解质溶液的酸性减弱D．电池工作时，消耗O2、SO2物质的量之比为2∶115．科学家研发了一种绿色环保的“全氢电池”，有望减少废旧电池产生的污染，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．“全氢电池”工作时，将酸碱反应的中和能转化为电能B．吸附层b发生的电极反应式：H2－2e－＋2OH－===2H2OC．Na＋在装置中从右侧透过阳离子交换膜向左侧移动D．“全氢电池”的总反应式：2H2＋O2===2H2O二、非选择题(本小题包括5小题，共55分)16．(6分)已知：反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。(1)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为____________________。(2)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________________。17．(8分)(1)负离子发生器产生的负离子是O eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ，它在大气中存在的时间很短。O2、O3、O eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) 三种微粒自身所具有的能量由低到高的顺序是____________。(2)A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量；C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时，D吸收的能量大于C吸收的能量。若A、B、C、D间分别形成二元化合物，其中最可能属于离子化合物的是____________(填写用A、B、C、D表示的化学式)。(3)下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是________(填写编号)。A．石灰石受热分解B．酒精燃烧C．生石灰溶于水D．实验室用KClO3加热制氧气18．(13分)根据下列原电池的装置图，回答问题：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则负极A极材料为________，正极B极材料为________，溶液C为________。(3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：①则d电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为：________________________________________________________________________。②若线路中转移2 mol电子，则上述燃料电池，消耗的O2在标况下的体积为________ L。19．(14分)化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量，如H(g)＋I(g)===H－I(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1，即H—I键的键能为297 kJ·mol－1，也可以理解为破坏1 mol H—I键需要吸收297 kJ的能量。如下表是一些键能数据(kJ·mol－1)：(1)由表中数据预测C—Br键的键能范围：________＜C—Br键能＜________。(2)由热化学方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)ΔH＝－224.5 kJ·mol－1和表中数值可计算出1 mol S2(s)气化时将________(填“吸收”或“放出”)________ kJ的热量。(3)已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)放出99 kJ的能量。则2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。(4)如图中a、b、c、d分别代表第ⅥA族元素Te(碲)、Se(硒)、S(硫)、O(氧)的单质与氢气反应ΔH的数据示意图，则非金属元素氢化物的稳定性与非金属与氢气反应生成对应氢化物的ΔH的关系是________。写出气态硒化氢在如图状态下，发生分解反应的热化学反应方程式____________________________。20．(14分)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：(1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________，若从反应开始到正好平衡时用NO2表示该反应的反应速率是________，NO的转化率是________。(2)如图中表示NO2变化的曲线是________。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。a.v(NO2)＝2v(O2)b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)＝2v正(O2)d.容器内密度保持不变e.容器内颜色保持不变f.容器内平均摩尔质量保持不变(4)能使该反应的反应速率增大的是________。a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度c.增大容器的容积d.选择高效催化剂专题6综合评价1．答案：B2．解析：实验①和②中，其他条件相同，只有铁的状态不同，因此固体反应物的表面积越大，反应速率越大，A项正确；实验①和③中，其他条件相同，只有c（H2SO4）不同，B项正确；根据数据，温度越高，金属完全消失的时间越短，反应速率越快，C项错误；因为其他条件都相同，不同的是SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 和Cl－，盐酸反应速率快，应是Cl－的催化作用，D项正确。答案：C3．答案：D4．答案：D5．答案：C6．解析：A错，对于可逆反应，即使加入足量的活性炭，也不可能实现NO的100%转化。B对，升高体系温度，可加快反应速率。C错，增大压强可以增大反应物和生成物的浓度，从而加快反应速率。D错，使用催化剂，可以加快（或减慢）反应速率。答案：B7．解析：不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v（C）＝0.6 mol·L－1÷2 s＝0.3 mol·L－1·s－1，则v（B）＝0.3 mol·L－1·s－1÷2＝0.15 mol·L－1·s－1，则2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L－0.6 mol·L－1÷2＝0.7 mol·L－1，B错误，D正确。答案：D8．解析：由图知第一步反应为S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) 与Fe2＋反应生成SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 和Fe3＋，反应的离子方程式为S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) ＋2Fe2＋===2SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋2Fe3＋，第二步反应为Fe3＋与I－反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，反应的总离子方程式为S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) ＋2I－ eq \o(=====,\s\up7(Fe2＋)) 2SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋I2，A、B正确；第一步反应为S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) 与Fe2＋反应生成SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 和Fe3＋，S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)) 在反应中作氧化剂，C正确；由题图可知第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应，D错误。答案：D9．解析：可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，活泼的锂是负极，A项错误；开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源的负极，B项错误；闭合开关K给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li＋＋e－===Li，C项正确；放电时，Li＋由负极经过有机电解质溶液移向正极，D项错误。答案：C10．解析：图a负极上发生的反应是Fe－2e－===Fe2＋，A错误；图b接通开关后，形成原电池，溶液中的H＋向正极移动，B正确；图a在液面与空气的交界处铁棒发生吸氧腐蚀，正极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误；锌被腐蚀，D错误。答案：B11．解析：光伏发电电解水生成氧气和氢气，光电催化制备氢气，氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水，燃料电池电解水生成氧气和氢气，氢气和二氧化碳反应循环使用。分析可知太阳能转化为电能、化学能、热能，太阳能最终转化为电能和热能，A正确；燃料电池正极反应是氧气得到电子发生还原反应，O2＋4e－＋2H2O===4OH－，H2－2e－===2H＋是负极电极反应，B错误；分析过程可知，参与反应过程，最后又生成的物质可以循环使用，H2O和CO2可以循环使用，C正确；液态太阳燃料技术中，氢气是易燃烧的气体，该技术的关键是氢气如何安全、高效储存及转移，D正确。答案：B12．解析：反应①②均有元素化合价的升降，因此都是氧化还原反应，A正确；由题图可知，反应①②都是放热反应，总反应的化学反应速率由速率慢的反应①决定，B正确；Fe＋作催化剂，FeO＋是中间产物，C正确；由于没有指明外界条件，所以不能确定气体的体积，D错误。答案：D13．解析：单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，即正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确；反应2A（s）⇌2B（g）＋3C（g）分解反应中，反应物是固体，无论反应是否达到平衡，B的体积分数始终为 eq \f(2,5) ，所以密闭容器中B、C的体积分数不变，不标志反应平衡，B错误；反应CO2（g）＋C（s）⇌2CO（g），随着反应的进行，气体的m（总）、n（总）在不断发生变化，当平均相对分子质量或平均摩尔质量不变时，即m（总）、n（总）不再变化，标志反应达到平衡，C正确；NO2（g）＋SO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g），反应体系的颜色不再发生变化时，NO2的浓度不变，反应达到平衡，D正确。答案：B14．解析：通入SO2的a极为负极，A正确；原电池中电子从负极经导线流向正极，但电子不进入溶液，B错误；该电池的总反应为2SO2＋O2＋2H2O===4H＋＋2SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ，因为反应中生成H＋，所以电池工作一段时间后，电解质溶液的酸性增强，C错误；1 mol O2参与反应转移4 mol电子，而1 mol SO2生成SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 转移2 mol电子，二者物质的量之比为1∶2，D错误。答案：A15．解析：A对，据图以及左侧和右侧物质成分知，左侧含有NaOH、右侧含有高氯酸，所以“全氢电池”工作时，将酸碱反应的中和能转化为电能。B错，吸附层a为负极，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，吸附层b为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。C错，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na＋向右侧正极移动。D错，负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，电池的总反应式为H＋＋OH－===H2O。答案：A16．解析：（1）前4 s内，Δc（A）＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，Δc（C）＝0.05 mol·L－1·s－1×4 s＝0.2 mol·L－1，a∶c＝3∶2。由图象知，在12 s时Δc（A）∶Δc（B）＝（0.6 mol·L－1）∶（0.2 mol·L－1）＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者之比为3∶1∶2，该反应的化学方程式为3A（g）＋B（g）⇌2C（g）。（2）生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc（A）∶Δc（C）＝a∶c＝3∶2，所以Δc（C）＝0.4 mol·L－1。（3）丙容器中v（C）＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，都换算为B的速率，甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。答案：（1）3A（g）＋B（g）⇌2C（g）（2）（3）乙>甲>丙17．解析：（1）能量越高越不稳定，由此可确定三种微粒的稳定性和能量高低。（2）由A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量。所以A比B的非金属性强。C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时，D吸收的能量大于C吸收的能量，则D比C难失电子，即C的金属性比D强，故最可能属于离子化合物的是C2A。答案：（1）O2、O3、O eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) 　（2）C2A　（3）AD18．解析：（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高。（2）将反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成上图所示的原电池装置，Cu元素的化合价由0价升高到＋2价，失电子作原电池的负极，则负极A极材料为Cu，正极B极材料为石墨，Fe3＋在正极得电子发生还原反应，溶液C用可溶性铁盐，即含Fe3＋的溶液。（3）①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，c为负极，d为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以c电极的反应方程式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②根据正极电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，则线路中转移2 mol电子时，消耗的O2为0.5 mol，在标况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。答案：（1）2H＋＋2e－===H2↑　升高（2）Cu　石墨（或比铜活泼性弱的金属）　含Fe3＋的溶液（3）①正极　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　②11.219．解析：（1）根据C—Cl的键能为330 kJ·mol－1，C—I的键能为218 kJ·mol－1，所以C—Br键的键能应在二者之间。（2）化学反应的反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。设断开1 mol S===S（s）需要吸收的能量为Q。根据2H2（g）＋S2（s）===2H2S（g）　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1得出：2×436 kJ·mol－1＋Q－4×339 kJ·mol－1＝－224.5 kJ·mol－1，则Q＝259.5 kJ·mol－1，即断开S===S（s）需要吸收259.5 kJ的能量。根据表中S===S（g）的键能为255 kJ·mol－1，得1 mol S2（s）气化时需要吸收（259.5 kJ－255 kJ）＝4.5 kJ。（3）已知1 mol SO2（g）氧化为1 mol SO3（g）放出99 kJ的能量。则2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）　ΔH＝－198 kJ·mol－1。（4）根据图得O2、S与H2反应放热，且O2与H2反应放热多于硫与氢气反应放出的热，则非金属元素氢化物越稳定，放热越多。气态硒化氢在如图状态下，发生分解反应的热化学反应方程式H2Se（g）===Se（s）＋H2（g）　ΔH＝－81 kJ·mol－1。答案：（1）218 kJ·mol－1　330 kJ·mol－1　（2）吸收　4.5　（3）－198　（4）非金属元素氢化物越稳定，放热越多　H2Se（g）===Se（s）＋H2（g）　ΔH＝－81 kJ·mol－120．解析：（1）平衡时各物质的物质的量浓度不再发生变化，则800 ℃反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是0.007 mol÷2 L＝0.003 5 mol·L－1。反应3 s时达到平衡状态，则v（NO2）＝v（NO）＝ eq \f(（0.02－0.007）mol,2 L) ÷3 s≈0.002 17 mol·L－1·s－1。NO的转化率是 eq \f(0.02－0.007,0.02) ×100%＝65%。（2）由化学方程式：2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）可知，平衡时Δc（NO）＝（0.02 mol－0.007 mol）÷2 L＝0.006 5 mol·L－1，则曲线b平衡时的浓度为0.006 5 mol·L－1，故曲线b表示NO2的浓度变化。（3）a项未指明正逆反应速率，错误；b项随反应进行气体的物质的量减小，压强减小，容器内压强保持不变，说明达到平衡状态，正确；c项不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，故v逆（NO）＝2v正（O2），说明达到平衡状态，正确；d项反应混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，故容器内物质的密度保持不变，不能说明达到平衡状态，错误；容器内颜色保持不变，说明达到平衡状态，e正确；容器内平均摩尔质量保持不变，说明达到平衡状态，f正确。（4）及时分离出NO2气体，反应速率降低；适当升高温度，反应速率增大；增大容器容积，浓度减小，反应速率减小；选择高效的催化剂，可以增大反应速率。答案：（1）0.003 5 mol·L－1　0.002 17 mol·L－1·s－1　65%　（2）b　（3）bcef　（4）bd实验序号铁的质量/g铁的形态V(H2SO4)/mLc(H2SO4)/mol·L－1反应前溶液的温度/℃金属完全消失的时间/s①0.10片状500.820200②0.10粉状500.82025③0.10片状501.020125④0.10片状501.03550键能键能键能键能H—H436Cl—Cl243H—Cl431H—O464S===S255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565时间(s)012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007