2024版新教材高中化学第六章化学反应与能量综合素养测评新人教版必修第二册

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第六章　综合素养测评（时间：75分钟，满分：100分）一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题目要求。1.应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是（　　）A．如图是太阳能光伏发电原理图，图中A极为正极B.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源C．推广可再生能源有利于经济可持续发展D．光伏发电的能量转化方式是光能直接转变为电能2.下列图示变化为吸热反应的是（　　）3.有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（　　）A.图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是作催化剂B．图Ⅱ所示电池充电时，Pb（负极）与外电源正极相连C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag4.最新报道：科学家首次用X­射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是（　　）A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程5.发光二极管简称LED，是一种常用的发光器件，在照明领域应用广泛。如图为发光二极管连接柠檬电池的装置，下列说法正确的是（　　）A．铁环作为柠檬电池的正极B．电子由发光二极管经导线流向Fe环C．负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋D．可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置6.反应C（s）＋H2O（g）⇌CO（g）＋H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（　　）A．增加碳的量B．将容器的体积缩小一半C．保持体积不变，充入一定量的H2O（g）D．保持压强不变，充入氮气使容器体积变大7.如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．CaO、浓硫酸分别加入水中时的能量变化符合图甲B．500mL2.0mol·L－1H2SO4溶液和500mL2.0mol·L－1Ba（OH）2溶液的反应符合图甲C.发生图甲能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生D．500mL2.0mol·L－1盐酸和500mL2.0mol·L－1NaOH溶液的反应符合图乙8.某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应：2N2O5⇌4NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是（　　）A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线C．N2O5的浓度越大，反应速率越快D．0～2min内，O2的反应速率为0.40mol·L－1·min－19.某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是（　　）A．a和b不连接时，该装置不能形成原电池，铁片上有红色的铜析出B．a和b用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为Cu2＋＋2e－===CuC．无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋向铜电极移动10.2022年4月27日～29日“第七届中国国际新能源大会”在四川成都举办。新能源汽车可在实现碳达峰、碳中和目标中起到中流砥柱作用。某款燃料汽车采用氢氧燃料电池，其电池反应为2H2＋O2===2H2O，电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是（　　）A．此电池能发出蓝色的火焰，总的电池反应为2H2＋O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2H2OB.通入H2的一极为正极，通入O2的一极为负极C.工作时电子从负极经KOH溶液进入正极D．负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O11.已知反应2X（g）＋Y（g）⇌2Z（g），某研究小组将4molX和2molY置于一容积不变的密闭容器中，测定tmin内X的转化率，得到的数据如表所示，下列判断正确的是（　　）A.随着反应的进行，混合气体的密度不断增大B．反应在5.5min时，v正（X）＝v逆（Z）C．6min时，容器中剩余1.4molYD．其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，则可得到4molZ12.根据如图所示示意图，下列说法不正确的是（　　）A．反应C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g），能量增加（b－a）kJB．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量C．1molC（s）和1molH2O（l）反应生成1molCO（g）和1molH2（g）吸收的热量为131.3kJD．1molC（s）、2molH、1molO转变成1molCO（g）和1molH2（g）放出的热量为akJ13.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（　　）A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO eq \o\al(2－,4) ）减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴离子和阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动14.下列说法正确的是（　　）A．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定B．白居易《赋得古原草送别》中“野火烧不尽，春风吹又生。”主要涉及吸热反应C．灼热的炭与二氧化碳气体的反应既是氧化还原反应又是放热反应D．“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”主要涉及放热反应二、非选择题：本题包括5小题，共58分。15.（11分）锡是“五金”之一。早在远古时代，人们便发现并使用锡了。据考证，我国周朝时，锡器的使用已十分普遍，Sn能与H2SO4反应，化学方程式为Sn＋H2SO4===SnSO4＋H2↑，其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．改锡片为锡粉B．加入少量醋酸钠固体C．滴加少量硫酸铜固体D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸（3）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为　　　　（填“正”或“负”）极。石墨棒上产生的现象为　　　　，该极上发生的电极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，稀硫酸的作用是传导离子、　　　　　　，原电池工作时溶液中的SO eq \o\al(2－,4) 移向　　　（填“正”或“负”）极。16.（11分）在2L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t时刻达到平衡，如图所示。（1）该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。（2）反应起始至t，Y的平均反应速率是________________________________________________________________________。（3）X的转化率是________________________________________________________________________。（4）关于该反应的说法正确的是　　　　。A．到达t时刻该反应已停止B．在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率C．在t时刻正反应速率等于逆反应速率D．在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等17.（12分）（1）如图为甲烷燃料电池的构造示意图，根据电子流动方向，可知氧气从　　　　（填“a”或“b”）口通入，X极为电池的　　　　（填“正”或“负”）极。（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2OB极：O2＋4e－===2O2－则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　（填“流入”或“流出”）。（3）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。①Zn是　　　　极，Ag2O发生　　　　反应。②电子由　　　　极流向　　　　极（填“Zn”或“Ag2O”），当电路通过1mol电子时，负极消耗物质的质量是　　　　g。③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量　　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。18.（12分）用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应，研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO eq \o\al(－,4) ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，已知该反应为放热反应。某学习小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化，所用注射器的容积充裕）：（1）该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响，如果实验完成时草酸与KMnO4均有剩余，则相同时间内针筒中所得CO2体积大小关系：　　　　v逆；t时刻为平衡状态，则v正＝v逆。答案：（1）2X⇌3Y＋Z　（2）eq \f(0.6,t)mol·L－1·min－1（3）33.3%　（4）BC17．解析：（1）甲烷燃料电池中，电子从负极经外电路向正极移动，X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。（2）根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。（3）①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。②发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，当电路中通过1mol电子时，负极消耗Zn的质量是32.5g。③根据电极的总反应方程式可知，电池使用过程中KOH的物质的量不变。答案：（1）b　负　（2）负　流出　（3）①负　还原　②Zn　Ag2O　32.5　③不变18．解析：（1）对比实验①②可探究草酸的浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中的大，化学反应速率大，相同时间内所得CO2的体积大。（2）研究发现反应速率总是如图乙所示发生变化，则t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物Mn2＋是反应的催化剂；②该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率。（3）CO2的物质的量为0.0002mol，设4min末，反应消耗的n（MnO eq \o\al(－,4) ）为x，则2MnO eq \o\al(－,4) ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O210x0.0002moleq \f(2,x)＝eq \f(10,0.0002mol)解得x＝0.00004mol反应剩余的高锰酸根离子的物质的量为30×10－3L×0.01mol·L－1－0.00004mol＝0.00026mol，即c（MnO eq \o\al(－,4) ）＝0.00026mol/0.05L＝5.2×10－3mol·L－1。（4）除通过测定一定时间内生成CO2的体积来比较化学反应速率，本实验还可以通过测定产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率。答案：（1）①　②　（2）反应放出的热量使环境温度升高，加速反应　（3）5.2×10－3　（4）产生相同体积气体所需的时间19．解析：（1）C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu失电子为负极、C为正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋；负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，n（Cu）＝eq \f(m,M)＝eq \f(1.6g,64g·mol－1)＝0.025mol，溶解0.025molCu转移电子物质的量为0.025mol×2＝0.05mol；（2）Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu易被浓硝酸腐蚀为负极，电子从负极Cu沿导线流向正极Fe，电解质溶液中H＋向正极Fe移动；（3）该原电池通入氢气一极发生氧化反应，a极为电池的负极，b极为电池的正极，氧气发生得电子的还原反应，正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；（4）合成氨的反应为N2（g）＋3H2（g）eq \o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3（g），该反应的能量变化为E（N≡N）＋3E（H—H）－6E（N—H）＝－92kJ·mol－1，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2molNH3放出92kJ热量，计算生成1molNH3放出的热量为46kJ，该反应能量变化为题图甲。答案：（1）Fe3＋＋e－===Fe2＋　0.05　（2）铜（Cu）铁（Fe）　铁（Fe）　（3）负　O2＋4e－＋4H＋===2H2O（4）放出　46　甲图Ⅰ碱性锌锰电池图Ⅱ铅—硫酸蓄电池图Ⅲ原电池图Ⅳ银锌纽扣电池t/min01234c（N2O5）/（mol·L－1）0.1600.1140.0800.0560.040c（O2）/（mol·L－1）00.0230.0400.0520.060t/min24.556X的转化率30%40%70%70%实验序号A溶液B溶液①20mL0.1mol·L－1H2C2O4溶液30mL0.01mol·L－1KMnO4溶液②20mL0.2mol·L－1H2C2O4溶液30mL0.01mol·L－1KMnO4溶液