新教材适用2023_2024学年高中化学专题6化学反应与能量变化测评B苏教版必修第二册

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专题6测评(B)(时间:60分钟　满分:100分)一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列说法不正确的是(　　)。A.绿色植物光合作用过程中把太阳能转变成化学能B.用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源,利用乙醇燃料不会产生温室气体C.氢能利用的难题是氢气的贮存与运输D.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能答案:B解析:乙醇作燃料产生CO2气体,会引起温室效应,B项错误。2.图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化曲线如图所示,则下列叙述中正确的是(　　)。A.每生成2 mol AB(g)吸收b kJ能量B.该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键时放出a kJ能量答案:B解析:依据图像分析,1molA2(g)与1molB2(g)反应生成2molAB(g),吸收(a-b)kJ能量,A项错误;ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,则该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,B项正确;反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误;断裂化学键时要吸收能量,D项错误。3.化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是(　　)。图Ⅰ图ⅡA.有能量变化是化学反应的基本特征之一B.图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能C.图Ⅱ所示的反应为放热反应D.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成答案:B解析:化学反应过程中,除了有新物质生成,一定伴随能量的变化,所以有能量变化是化学反应的基本特征之一,A项正确;图Ⅰ所示的装置不能形成闭合回路,不能构成原电池,化学能不能转变为电能,B项错误;根据图Ⅱ知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应是放热反应,C项正确;化学反应总是伴随着能量变化,断键需要吸收能量,成键放出能量,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,D项正确。4.有关电化学知识的描述正确的是(　　)。A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装置中一定是银作正极C.因为铁的活动性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硫酸中,若能组成原电池,必是铁作负极、铜作正极D.电解池是将电能转化为化学能的装置,利用电解可以获得普通化学方法难以制备的物质,例如金属钠答案:D解析:所给反应不是氧化还原反应,没有电子转移,虽然为放热反应,但不能将该反应设计成原电池,A项错误;根据所给反应,负极材料应该是Cu,但正极材料可以用Ag,也可以用石墨等惰性电极,B项错误;当铁和铜作为电极放入浓硫酸中时,铁发生钝化,C项错误。5.可逆反应+O2(g),在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是(　　)。①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.①②③④⑤⑥⑦答案:A解析:①中单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,说明反应已达到平衡状态。②单位时间内生成nmolO2必生成2nmolNO,不能说明反应达到平衡状态。③中达到平衡与否,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④混合气体的颜色不变,则表示NO2的浓度不再变化,说明反应已达到平衡状态。⑤容器容积固定、反应前后质量守恒,密度始终不变。⑥反应后气体的物质的量增大,压强不变,意味着各物质的含量不再变化,说明已达到平衡状态。⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的物质的量不变,说明反应已达到平衡状态。6.甲:在试管中加入1 g粉末状大理石,加入4 mol·L-1盐酸20 mL(过量);乙:在试管中加入2 g颗粒状大理石,加入4 mol·L-1盐酸20 mL(过量);下列CO2生成体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是(　　)。答案:D解析:甲、乙试管中大理石的状态和质量不同,甲中1g粉末状的大理石,乙中2g颗粒状的大理石,产生气体的速率甲比乙快,产生气体的量乙是甲的2倍,因此甲曲线比乙曲线斜率大,甲比乙先反应完,乙曲线比甲曲线气体体积大,分析比较可知D项正确。7.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成N2和气态水时放出133.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是(　　)。 A.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+H2O(g)　ΔH=+267 kJ·mol-1B.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-133.5 kJ·mol-1C.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-534 kJ·mol-1D.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534 kJ·mol-1答案:D解析:0.25molN2H4(g)完全燃烧放出133.5kJ热量,则1molN2H4(g)完全燃烧放出的热量为4×133.5kJ=534kJ。选项A,ΔH为正值,不正确;选项B,ΔH数值不正确;选项C,生成物水的状态不正确。8.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷(C4H10)气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池的说法正确的是(　　)。A.在熔融电解质中,O2-移向正极B.当负极消耗4.48 L气体时,转移电子5.2 molC.电子的流向:由负极经外电路流向正极,再通过内电路流回负极D.通入丁烷的一极是负极,电极反应式为C4H10+13O2--26e-4CO2+5H2O答案:D解析:该装置是原电池,在熔融电解质中,氧离子由正极向负极移动,A项错误;未指明气体所处的温度和压强,负极消耗4.48L气体的物质的量不一定是0.2mol,转移电子不一定是5.2mol,B项错误;原电池内部不存在电子转移,只存在阴、阳离子的定向移动,C项错误;通入丁烷的电极是负极,负极上丁烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水,电极反应式为C4H10+13O2--26e-4CO2+5H2O,D项正确。二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。9.(2023浙江杭州期中)二十大报告指出,我国要在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用,转化的基本原理如图所示。已知交换膜只允许H+通过,下列说法不正确的是(　　)。A.该装置能将化学能转化为电能B.N极电极反应方程式为CO2+2H+-2e-CO+H2OC.工作一段时间后,M电极室中的溶液pH下降D.外电路中,电流由N极经负载流向M极答案:B解析:由图可知,M极上H2O失电子发生氧化反应生成O2,M极为负极,N极上CO2得电子发生还原反应生成CO,N极为正极。该装置为原电池,能将化学能转化为电能,A正确;N极为电池正极,电极反应式为CO2+2H++2e-CO+H2O,B错误;M极为负极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,产生4molH+的同时有4molH+通过交换膜移向正极,溶液中H+的物质的量不变,但溶剂水减少,故工作一段时间后,M电极室中的溶液pH下降,C正确;外电路中,电流由正极经负载流向负极,即电流由N极经负载流向M极,D正确。10.恒温恒压下,在起始容积为10 L的密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)3C(g),反应过程中的部分数据如表所示。下列说法正确的是(　　)。A.容器内气体密度不变,标志着反应已达到化学平衡状态B.5~10 min内,用C表示的平均反应速率为0.012 mol·L-1·min-1C.5 min时,A的物质的量浓度为1.6 mol·L-1D.反应达到化学平衡状态后充入少量氦气(不参与反应),正反应速率减小,逆反应速率增大答案:B解析:根据“三段式”法,反应发生至5min时:　　　　　A(g)+ 2B(g) 3C(g)起始量/mol 2.0 3.2 0变化量/mol 0.4 0.8 1.25min时/mol 1.6 2.4 1.2反应发生5~10min内:　　　　　A(g)+ 2B(g) 3C(g)5min时/mol 1.6 2.4 1.2变化量/mol 0.2 0.4 0.610min时/mol 1.4 2.0 1.8反应A(g)+2B(g)3C(g),因为反应物和产物都是气体,气体总质量不变,又因为容器容积不变,所以反应过程中气体密度一直不变,为定量,故容器内气体密度不变不能说明反应已达到化学平衡状态,A项错误;根据上述所列三段式可知,5~10min内,用C表示的平均反应速率为=0.012mol·L-1·min-1,B项正确;5min时,A的物质的量浓度为=0.16mol·L-1,C项错误;由题意知,密闭容器容积可变,反应达到化学平衡状态后充入少量氦气(不参与反应),会使容器容积增大,反应物和生成物浓度都减小,正、逆反应速率都减小,D项错误。11.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点,科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示,反应的化学方程式为2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,下列有关说法正确的是(　　)。A.2 mol Cu与1 mol Ag2O所具有的总能量低于1 mol Cu2O与2 mol Ag所具有的总能量B.Ag2O/Ag电极为正极C.外电路中,电流从Cu流向Ag2OD.电池工作时,OH-向负极移动答案:BD解析:原电池是将化学能转化为电能的装置,所以2molCu与1molAg2O所具有的总能量高于1molCu2O与2molAg所具有的总能量,A项错误;从化学方程式可以看出2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,Cu失电子,发生氧化反应,作负极,Ag2O得电子,发生还原反应,作正极,B项正确;原电池外电路中电流方向从正极流向负极,即从Ag2O流向Cu,C项错误;原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,D项正确。12.在10 L密闭容器中,1 mol A和3 mol B在一定条件下发生反应:A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反应达到化学平衡状态时,测得混合气体共3.4 mol,生成0.4 mol C,则下列计算结果不正确的是(　　)。A.平衡时,容器内的压强是起始时的B.x=4C.A的转化率为80%D.B的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1答案:CD解析:根据“三段式”法:　　　A(g)+ xB(g) 2C(g)起始量/mol 1 3 0转化量/mol 0.2 0.2x 0.4平衡量/mol 0.8 3-0.2x 0.4由题意知,3.4mol=0.8mol+(3-0.2x)mol+0.4mol,解得x=4,B项正确;一定条件下,气体压强之比等于其物质的量之比,则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为,A项正确;A的转化率为×100%=20%,C项错误;B的平均反应速率为=0.04mol·L-1·min-1,D项错误。三、非选择题:本题共4小题,共52分。13.(12分)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。根据上述数据回答(1)~(5)题。(1)相同条件下,下列物质本身具有的能量最低的是　。 A.H2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下列氢化物中,最稳定的是　　　。 A.HF B.HClC.HBr D.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 (4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是　　　　。 (5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?　　　　,你的根据是　  　。答案:(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2(5)能　生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定14.(12分)已知电极材料有铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液有CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列问题。(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因:   　。(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?　　　　(填“能”或“不能”)。若能,请写出电极反应式,负极:　　　　　　　　,正极:　　　　　　　　　　　。(若不能,后两空不填) (3)设计一种以铁与稀硫酸反应为原理的原电池,要求:①画出装置示意图,②标明电极材料及电池的正、负极。(4)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)两者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中易形成原电池而被腐蚀,造成断路(2)能　Cu-2e-Cu2+　Fe3++e-Fe2+(3)如图(4)4H++O2+4e-2H2O解析:(1)当Cu、Al导线连接时,接头处接触到潮湿的空气,易形成原电池而被腐蚀,造成断路。(2)Fe2(SO4)3能与Cu发生反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,根据所给条件可以设计成原电池,其负极为Cu,电极反应为Cu-2e-Cu2+,正极为石墨,电极反应为Fe3++e-Fe2+。(3)电池反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,负极为Fe,正极可为Cu、Ag或石墨,电解质溶液为稀硫酸,画出装置示意图。(4)该反应中铜元素的化合价由0价变为+2价、氧元素的化合价由0价变为-2价,要将该反应设计成原电池,则Cu作负极,正极上氧气得电子发生还原反应,因为在酸性条件下,所以氧气得电子与氢离子反应生成水,电极反应式为4H++O2+4e-2H2O。15.(14分)CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。(1)已知CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的能量变化如下图所示,下列说法正确的是　　　。 A.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程B.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2C.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化D.2 mol H—H键断裂的同时2 mol CO键形成,则反应达最大限度(2)某温度下,将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2 mol·L-1,4 min内平均反应速率v(H2)=　　　　　　　　。 (3)某种CH3OH燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH--6e-C+6H2O。则下列说法正确的是　　　　　(填序号)。①电池放电时通入空气的电极为负极②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子(4)铝-空气燃料电池是一种新型的燃料电池,其工作原理如图所示,其中电解质溶液是KOH溶液,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。①通入空气的电极是　　　　(填“正”或“负”)极。 ②Al电极是　　　　(填“X”或“Y”)电极。 ③电池总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写离子方程式)。 ④负极反应式为  　。 答案:(1)CD(2)0.8 mol·L-1·min-1(3)②③(4)①正　②X　③4Al+4OH-+3O24Al+2H2O　④Al+4OH--3e-Al+2H2O解析:(1)由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程,A项错误;平均反应速率之比等于化学计量数之比,H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2∶1,B项错误;化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化,C项正确;2molH—H键断裂的同时2molCO键形成,说明v正=v逆,反应达到平衡,即反应达最大限度,D项正确。(2)将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中,经过4min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2mol·L-1,说明氧气反应掉(2-0.2×2)mol=1.6mol,则生成氢气6.4mol,所以4min 内平均反应速率v(H2)==0.8mol·L-1·min-1。(3)甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。①电池放电时,氧气得电子,则通入空气的电极为正极,错误;②电池放电时,生成的CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾,电解质溶液的碱性逐渐减弱,正确;③6.4g甲醇的物质的量为0.2mol,根据CH3OH+8OH--6e-C+6H2O,电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子,正确。(4)题述燃料电池中Al失电子作负极,O2得电子,则通入空气的电极作正极;电子由X电极流向Y电极,所以X电极为Al,作负极,Y电极为通入空气的电极,作正极,电池总反应式为4Al+4OH-+3O24Al+2H2O。16.(14分)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题。(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为　。 (2)反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=　　　　　　。(3)2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同);混合气体的密度　。 (4)将a mol X与b mol Y的混合气体通入2 L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),则原混合气体中a∶b=　　　　。 (5)下列措施能增大反应速率的是　　　　。 A.恒压时充入HeB.恒容时充入HeC.恒容时充入XD.及时分离出ZE.升高温度F.选择高效的催化剂(6)下列说法正确的是　　　　。 A.升高温度改变化学反应的限度B.已知正反应是吸热反应,升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小C.化学反应的限度与时间长短无关D.化学反应的限度是不可能改变的E.增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小答案:(1)3X+Y2Z(2)0.05 mol·L-1·min-1(3)增大　不变(4)5∶3(5)CEF(6)AC解析:(1)由图像可知,0~2min内随着反应的进行,X、Y的物质的量不断减小,X、Y为反应物,Z的物质的量不断增大,Z为生成物。由0~2min内各物质转化的物质的量:X为0.3mol,Y为0.1mol,Z为0.2mol可知化学方程式中X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2,则化学方程式为3X+Y2Z。(2)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)==0.05mol·L-1·min-1。(3)在恒容、密闭容器中,混合气体的质量不变,随着反应的进行,气体的总物质的量变小,根据M=,2min时反应达到平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大;根据ρ=,混合气体的体积和质量不变,混合气体的密度不变。(4)反应的化学方程式为3X+Y2Z,根据三段式法解题,假设反应至某时刻时Y已转化nmol,　　　　　　 3X　+　Y　2Z起始量/mol a b 0变化量/mol 3n n 2n某时刻的量/mol a-3n b-n 2n根据题意:b-n=2n,b=3n;a-3n=2n,a=5n,则a∶b=5∶3。(5)A项,恒压时充入He,导致气体体积增大,各物质的浓度降低,化学反应速率减小;B项,恒容时充入He,各物质的浓度不变,化学反应速率不变;C项,恒容时充入X,导致反应物浓度增大,化学反应速率增大;D项,及时分离出Z,导致生成物浓度降低,化学反应速率减小;E项,升高温度能增大化学反应速率;F项,选择高效的催化剂能增大化学反应速率。(6)任何化学反应都有热效应,升高温度,平衡发生移动,所以升温能改变化学反应限度,A项正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,B项错误;化学反应的限度与时间长短无关,C项正确;改变外界条件,例如升高温度,平衡发生移动,所以化学反应的限度是可以改变的,D项错误;增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,E项错误。t/minn(A)/moln(B)/moln(C)/mol02.03.2052.4101.8物质Cl2Br2I2H2242.7193151436.4物质HFHClHBrHI568431.8366298