2022年高中化学必修2暑假同步测试卷（四）化学反应与能量 Word版含答案

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化学反应与能量

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意，共48分)

1．下列说法正确的是(　　)

A．流水、风力是一次能源，电力、锅炉蒸汽是二次能源

B．普通锌锰电池是一次电池，碱性锌锰电池是二次电池

C．同周期元素形成的简单离子中，原子序数越大的离子半径越小

D．原子核外电子层数越多，原子半径一定越大

2．下列对化学反应速率和限度的叙述正确的是(　　)

A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂

B．用Cu和稀硝酸反应制备NO时，改用63%的浓硝酸可以加快产生NO的速率

C．可逆反应进行到一定限度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度也相等

D．生产过程中，化学反应速率是决定产品产率的重要因素之一

3．关于原电池的叙述中正确的是(　　)

A．构成原电池的电极是两种不同的金属

B．原电池是将化学能直接转化为电能的装置

C．原电池负极发生的电极反应是还原反应

D．原电池的正极是还原剂，溶液中的阳离子在此被还原

4．下列措施能减慢化学反应速率的是 (　　)

A．将煤块粉碎后燃烧

B．用2 mol/L的盐酸代替1 mol/L的盐酸制取氢气

C．将食物贮藏在冰箱中

D．用H2O2溶液制取氧气时加入少量二氧化锰粉末

5.如图装置，电流表G发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可能是下列各组中的(　　)

A．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液  

B．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液

C．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4  

D．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4

6．把太阳光变成激光可用于分解海水制氢气：2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　)

A．水的分解反应是放热反应

B．氢气是一次能源

C．使用氢气作燃料将会增加温室效应

D．在这一反应中，光能转化为化学能

7．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是(　　)

A．升高温度可使该反应的逆反应速率减小

B．使用高效催化剂可有效增大正反应速率

C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定

D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡状态

8．可逆反应2SO2＋O22SO3达到平衡的标志是(　　)

①消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3　②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2　③反应混合物中，SO3的质量分数不再改变

A．①②  B．①③

C．③  D．①

9．下图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是(　　)

A．500 mL 2.0 mol·L－1 HCl和500 mL 2.0 mol·L－1NaOH的反应符合图1，且放出热量为ΔE1

B．500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4和500 mL 2.0 mol·L－1Ba(OH)2的反应符合图2，且吸收热量为ΔE2

C．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生

D．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1

10．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(　　)

A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B．该反应中，热能转化为产物内部的能量

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．每消耗0.1 mol NH4HCO3放出2.24 L CO2

11．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，O2＋2H2O＋4e－===4OH－。据此作出判断，下列说法中错误的是(　　)

A．H2在负极发生氧化反应

B．供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O

C．产物为无污染的水，属于环境友好电池

D．燃料电池的能量转化率可达100%

12．根据下图所示的信息判断，下列叙述不正确的是(　　)

A．1 mol H2的共价键形成放出436 kJ能量

B．氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量

C．1 mol H2(g)与 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)释放能量245 kJ

D．1 mol H2(g)与 mol O2(g)的总能量大于1 mol H2O(g)的能量

13．如图是某课外活动小组设计的用化学电源使耳机发声的装置。下列说法错误的是(　　)

A．铜片表面有气泡生成

B．装置中存在化学能→电能→声能的能量转化关系

C．如果将铜片换成铁片，电路中的电流方向将改变

D．如果将锌片换成铁片，耳机还能发声

14．冬天用煤炉取暖时要预防发生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了以下反应：CO2＋C2CO，试分析下列有关叙述中不正确的是(　　)

A．C在O2充足时，发生的反应主要是放热反应

B．煤燃烧时吹入的氧气越多越好

C．CO2＋C2CO这一反应属于吸热反应

D．煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量

15．在如图所示的装置中，a为Zn，b为碳棒，关于此装置的叙述不正确的是(　　)

A．碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱

B．导线中有电子流动，电子从a极流到b极

C．a是正极，b是负极

D．a极上的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋

16．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　)

A．将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大

B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快

C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解

D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同

二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

17．(10分)反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的能量变化趋势如图所示：

(1)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(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

(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________极(填“正”或“负”)。铜电极上产生的现象为________________，该极上发生的电极反应为________________________________，外电路中电子由________极(填“正”或“负”，下同)向________极移动。

18．(14分)如图所示，组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适)：

(1)电解质溶液为稀硫酸时，灯泡________(填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。

a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为________________________；Al电极上发生的反应为________________________________________________________________________。

b．若灯泡不亮，其理由为

________________________________________________________________________。

(2)电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡________(填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。

a．若灯泡亮，Al电极上发生的反应为____________________________。

b．若灯泡不亮，其理由为

________________________________________________________________________。

19．(14分)利用NO2平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程。

①按图所示将实验装置连接好。

②向甲烧杯的水中投入一定量的CaO固体，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深；向乙烧杯中加入NH4NO3晶体，此时烧杯中NO2平衡混合气体颜色变浅。

回答下列问题：

(1)CaO与水反应的化学方程式为______________________________________，该反应为________________(填“吸热反应”或“放热反应”)。

(2)NH4NO3晶体溶于水温度________(填“升高”或“降低”)。NH4NO3溶于水________(填“是”或“不是”)吸热反应。

(3)查阅资料知NO2的平衡气体中存在的可逆反应为2NO2(g)N2O4(g)，已知NO2为红棕色，N2O4为无色，结合实验知，当温度升高时，平衡________(填“未被破坏”或“发生移动”)，此时反应速率________(填“增大”“减小”或“不变化”)。混合气体的颜色不变________(填“能”或“不能”)证明反应已达平衡。

20．(14分)某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：

(1)方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________________________________________________________。

(2)方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

正极：___________________________________________________________________；

负极：___________________________________________________________________。

(3)结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)______________________________________________________，用离子方程式表示其反应原理：_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

参考答案与解析

1．解析：选A。碱性锌锰电池也是一次电池，B错误；同周期非金属元素阴离子比金属阳离子都要多1个电子层而半径更大，C错误；只有2个电子层的锂原子半径比3个电子层的              铝、硅、磷、硫、氯原子半径都要大，D错误。

2．　解析：选D。光照、超声波不是决定化学反应速率的主要因素，A错误。63%的浓硝酸与Cu反应生成NO2，B错误。可逆反应进行到一定限度时，各物质的浓度不一定相等，C错误。生产过程中，化学反应速率越大，单位时间内产品越多，产率也越高，D正确。

3．　解析：选B。A.原电池的电极可由两种不同的金属构成，也可由金属和能导电的非金属构成，故A错误；B.原电池是把化学能转变为电能的装置，负极发生氧化反应失去电子，正极发生还原反应得到电子，电子由负极经外电路流向正极，故B正确；C.负极发生氧化反应，故C错误；D.正极发生还原反应，而不是正极为还原剂，故D错误；故选B。

4．　解析：选C。A.固体的表面积增大，反应速率增大，A错误；B.用2 mol/L的盐酸代替1 mol/L的盐酸制取氢气，盐酸浓度增加，反应速率增大，B错误；C.食物储存在冰箱里，温度降低，反应速率减小，C正确；D.加入二氧化锰，起到催化剂作用，反应速率增大，D错误；答案选C。

5．　解析：选A。原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子而溶解，是负极，a极上金属离子得电子，是正极，电解质溶液中应含有该金属离子。

6．　解析：选D。A.把太阳光变成激光用于分解海水制氢，太阳光提供能量，所以，水分解反应是吸热反应，故A错误；B.自然界中没有现存的氢气，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，说明氢气为二次能源，故B错误；C.温室效应产生的原因是二氧化碳的增多，使用氢气作燃料生成水，能减少二氧化碳的含量，有助于控制温室效应，故C错误；D.利用激光分解水，将光能转化为化学能，故D正确；故选D。

7．　解析：选A。温度对化学反应速率的影响具有一致性，升高温度，正、逆反应速率均增大，A错误；催化剂可同等程度地增大正、逆反应速率，B正确；化学反应达到平衡状态的标志之一是“定”——反应速率保持不变，C正确；根据反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，单位时间内消耗CO(代表v正)和CO2(代表v逆)的物质的量相等，实质反映了v正＝v逆，说明反应达到平衡状态，D正确。

8．　解析：选C。①只提到正反应速率；②各物质的物质的量之比为2∶1∶2，这与反应的初始物质的量及反应程度有关，不是达到平衡的状态的标击；③SO3的质量分数不再改变，即说明各物质浓度不再改变，反应达到平衡。

9．　解析：选A。图1表示放热反应，选项A是放热反应，故正确；图2表示吸热反应，选项B是放热反应，故错误；选项C，一些放热反应需加热才能发生，故错误；选项D，浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，故错误。

10．　解析：选B。A.醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；B.因反应为吸热反应，即吸热的热量转化为产物内部的能量，B正确；C.因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，C错误；D.没有标明状态不能计算二氧化碳的体积，错误；答案选B。

11．　解析：选D。燃料电池的能量转化率理论上可高达85%～90%，而实际达到40%～60%。

12．　解析：选B。对同一个化学键来说，断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相等，A正确；H2在O2中燃烧为放热反应，B错误；ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝(436 kJ＋249 kJ)－930 kJ＝－245 kJ，说明该反应释放出245 kJ能量，C正确；放热反应的反应物总能量大于生成物总能量，D正确。

13．　解析：选C。锌为负极，铜片上的反应为2H＋＋2e－===H2↑，A项正确；耳机中存在着电能转化为声能的能量转化关系，B项正确；铜片换为铁片后，锌片仍为负极，电流方向不变，C项错误；锌片换为铁片后，铁片也可作为原电池的负极，D项正确。

14．　解析：选B。氧气过多时会带走一部分热量，故B项不正确。

15．　解析：选C。Zn为活泼金属，作负极；碳棒为惰性电极，作正极。负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱；外电路中电子由负极流向正极。

16．　解析：选A。影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等，但A项中镁和铝由于活泼性不同，决定了镁和盐酸比铝和盐酸反应要快得多，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素。

17．　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会增大，但98%的浓硫酸能使铁钝化。

(3)该反应中铁是还原剂，作负极，比铁活泼性差的铜应作正极。铜电极上，氢离子得到电子，反应式为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．　解析：(1)因为两电极金属的活泼性不同且相连，Mg与稀硫酸反应，符合原电池的形成条件，所以灯泡发亮。

(2)Al与NaOH溶液反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，所以也符合原电池的条件，负极为Al，失电子，由方程式可知2 mol Al失6 mol电子，生成2 mol AlO，因为是碱性溶液所以用OH－、H2O配平即可。

答案：(1)亮　a．Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑　(2)亮　a．Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O

19．　解析：(2)吸热与放热反应须为化学反应，NH4NO3溶于水吸收热量不是化学反应。故NH4NO3溶于水不是吸热反应。

(3)因2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应，故温度变化时，化学平衡被破坏，颜色代表浓度，故混合气体的颜色不变能证明反应已达平衡状态。

答案：(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2　放热反应　(2)降低　不是　(3)发生移动　增大　能

20．　解析：(1)铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成H2，而Cu在金属活动性顺序表中位于H的后面，不能置换出酸中的氢。

(2)利用原电池原理证明金属活动性Fe>Cu，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为正极，稀H2SO4作电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式即可。

(3)可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活动性。把铁片插入CuSO4溶液中观察现象。

答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)

正极：2H＋＋2e－===H2↑或Cu2＋＋2e－===Cu

负极：Fe－2e－===Fe2＋　

(3)把一个光洁的铁片插入到CuSO4溶液中，观察现象　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu