化学必修 第二册第2节 化学反应与能量转化课后测评

这是一份化学必修 第二册第2节 化学反应与能量转化课后测评，共14页。试卷主要包含了单选题，实验题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某燃料电池以乙醇为燃料，空气为氧化剂，强碱溶液为电解质组成，有关该电池的说法正确的是
A．放电时正极发生氧化反应
B．放电一段时间后，正极附近溶液的pH减小
C．放电时负极电极反应为：
D．消耗0.2ml乙醇，有1.2ml转移
2．下列设备工作时，把化学能转化为电能的是
A．AB．BC．CD．D
3．下列说法正确的是
A．焓变单位中kJ·ml-1是指1ml物质参加反应时的能量变化
B．有化学键破坏的一定是化学反应，且一定伴随着能量的变化
C．一个化学反应中，反应物总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH0
D．图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
5．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是
A．B．
C．D．
6．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，并向a中加入少量CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是
A．B．C．D．
7．已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+ Fe2O3(s)=2Fe(s)+ 3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+ 1.5O2(g)=A12O3(S) ΔH4
2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A．ΔH1＜0，ΔH3＞0B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3
C．ΔH1=ΔH2+ΔH3D．ΔH3=ΔH4+ΔH5
8．科学研究人员最近发现了一种“水”电池，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ag-e-+Cl-=AgCl
B．AgCl是还原产物
C．Na+不断向“水”电池的负极移动
D．生成1 ml Na2Mn5O10转移2 ml电子
9．X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池，X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断金属的活动性顺序是
A．Y>W>Z>XB．X>Z>W>Y
C．Z>X>Y>WD．X>Y>Z>W
10．下列说法中正确的是
A．化学反应中的能量变化取决于成键放出的能量与断键吸收的能量的相对大小
B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
11．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是
A．O2在b电极上发生氧化反应
B．电解质溶液中OH-向正极移动
C．该装置实现了电能到化学能的转化
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
12．关于铅蓄电池的说法正确的是
A．在放电时，电池的正极材料是铅板
B．在放电时，电池的负极材料质量减小
C．在放电时，向正极迁移
D．在放电时，正极发生的反应是：
13．铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是
A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu
C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应
D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动
14．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有关此电池的推断正确的是
A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-
B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大
C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动
D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
15．下列有关装置的说法正确的是
A．装置I中为原电池的负极
B．装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
C．装置III可构成原电池
D．装置II为一次电池
二、实验题
16．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了实验：
(1)将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。
图1 图2
①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是___________(填化学式，只填一种即可)。
②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是___________(填字母)。
A． CO还原CuO的反应 B． CaCO3的分解反应 C． Al和Fe2O3的反应
(2)如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mL NaOH溶液。试回答下列问题：
图3
实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、___________，产生上述现象的原因是___________。
17．请按要求填空。
(1)一种以葡萄糖为燃料的微生物电池，其工作原理如图所示：
①写出负极电极反应式：_______；
②随着电池不断放电，电解质溶液的酸性_______(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)查阅资料发现AgSCN为白色难溶物，Ag+可以氧化SCNˉ和Fe2+。为探究SCNˉ和Fe2+的还原性强弱，某同学设计了如图实验装置并进行下列实验。
先断开电键K，向溶液X中滴加0.1ml·L-1KSCN溶液，无明显现象，说明________；闭合电键K后，若观察到的实验现象有溶液X逐渐变红、右边石墨电极上有固体析出、电流计指针偏转，据此得出的结论是________，溶液变红的原因是_________、__________(用电极反应式和离子方程式表示)。
(3)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体，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－。 则通入丁烷的一极的电极反应式为：_______。
18．在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
（1）写出反应的化学方程式：__。
（2）实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是__。
（3）如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)__。
（4）如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(答出两种方案)
①第一种方案是_；
②第二种方案是__。
（5）“结冰”现象说明该反应是一个__(填“放出”或“吸收”)能量的反应。即断开旧化学键__(填“吸收”或“放出”)的能量__(填“>”或“ 放出 有的吸热反应不需要加热也可发生
【分析】（1）反应为复分解反应，二者反应生成氨气、水、以及氯化钡；
（2）玻璃棒的搅拌作用是使混合物混合均，让化学反应快速发生；
（3）根据反应是否充分进行分析；
（4）通过玻璃片上结冰现象、烧杯和底部的玻璃片粘在一起、用手触摸烧杯外壁有冰凉的感觉、用温度计测混合物的温度看是否降温等方法可以确定反应是吸热的；
（5）吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量，旧键断裂吸收的能量高于新键生成释放的能量；
（6）吸热反应不需要加热也可发生。
【详解】（1）氯化铵属于铵盐，能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水、以及氯化钡，化学方程式为Ba（OH）2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O，
故答案为：Ba（OH）2•8H2O+2NH4Cl═BaCl2+10H2O+2NH3↑；
（2）Ba（OH）2•8H2O晶体和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应，
故答案为：使反应物充分混合，迅速发生反应，使体系的温度降低；
（3）①反应物未进行快速搅拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氢氧化钡晶体已部分失水；④环境温度太高；⑤试剂用量太少；⑥氢氧化钡晶体未研成粉末，可能看不到“结冰”现象，
故答案为：①反应物未进行快速搅拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氢氧化钡晶体已部分失水；④环境温度太高；⑤试剂用量太少；⑥氢氧化钡晶体未研成粉末（其他答案合理均正确）；
（4）氢氧化钡晶体和氯化铵的反应是吸热反应，可以根据用手触摸烧杯外壁看是否变凉、用温度计测混合物的温度看是否降温、玻璃片上结冰现象、烧杯和底部的玻璃片粘在一起等现象来证明，
故答案为：在烧杯中的反应物中插入温度计，通过测量，发现反应后温度计的示数下降，说明反应是吸热反应；用皮肤感受，感觉烧杯外壁很凉，说明此反应为吸热反应；
（5）反应是一个吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，旧键断裂吸收的能量高于新键生成释放的能量，
故答案为：吸收；吸收；＞；放出；
（6）该反应在常温下就可以进行，说明吸热反应不需要加热也可发生，
故答案为：有的吸热反应不需要加热也可发生。
19． H2 O2 2H2-4e-=4H+ O2+4e-+4H+=2H2O 变大 2H2-4e-+4OH-=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 变小 C Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2 1 还原 +3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH- 正
【分析】在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，失去电子，发生氧化反应；通入氧气或空气的电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，两个电极的反应式随电解质溶液的酸碱性的不同而不同，结合溶液中c(H+)或c(OH-)的变化分析判断pH的变化，利用燃烧反应产生的物质分析对环境的影响。对于可充电电池，可根据放电时的反应方程式判断正负极电极反应式及电子转化情况。
【详解】(1)在酸性氢氧燃料电池中，在负极上由H2失电子生成H+，负极的电极反应为：2H2-4e-=4H+；在正极由O2得电子生成OH-，生成的OH-结合H+生成水，正极的电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O；总电极反应式为2H2+O2=2H2O，由于正、负极消耗与生成的H+等量，所以H+的总量不变，但水的总量增加，c(H+)减小，故溶液的pH变大；
(2)在碱式介质中，H2在负极失去电子生成H+，H+结合OH-生成水，故负极的电极反应式为：2H2-4e-+4OH-=2H2O；O2在正极得电子生成OH-，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，总电极反应式为2H2+O2=2H2O，由于正、负极消耗与生成的OH-等量，所以OH-的总量不变，而水的总量增加，c(OH-)减小，故溶液的pH变小；
(3)A．电解水获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学，A正确；
B．氢氧燃料电池产物H2O无污染，能有效保护环境，B正确；
C．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为：H2-2e-=4H+，H2-2e-+2OH-=2H2O，可见电解质溶液的酸碱性不同，负极的电极反应式不相同，C错误；
D．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式均为2H2+O2=2H2O，D正确；
故合理选项是C；
(4)①放电时，负极上Zn失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；
②放电时，正极上1 ml K2FeO4得3 ml电子发生还原反应生成1 ml Fe(OH)3，所以每转移3 ml电子，正极有1 ml K2FeO4被还原；
③放电时，正极上得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：+3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH-；
④放电时，正极上发生反应：+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，反应产生OH-，使附近溶液中c(OH-)增大，故正极附近溶液的碱性会增强。
【点睛】本题考查燃料电池与可充电电池，需要明确在燃料电池中，燃料在负极失去电子，发生氧化反应，氧气在正极上得到电子，发生还原反应；在不同介质中，氢氧燃料电池的正、负极电极反应式不同，但总反应方程式相同。
20． ＞ 左 0.01 ml·L-1·min-1 ac 50% c
【分析】(1)相同温度下，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，根据转化率确定压强大小；
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
(3)①先计算三氧化硫的反应速率，再根据同一化学反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氧气的反应速率；
反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
②根据反应放出98.0 kJ热量时，根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.0 kJ/ml，则生成三氧化硫1 ml结合三段式计算；
(4)先假定甲、乙的体积都不变，达到平衡后再保持乙的压强不变，此反应是气体体积减小的反应，因此，待等体积达平衡后，欲保持乙的压强不变，就需要缩小体积。缩小体积则乙的压强增大，平衡正向移动。
【详解】(1)该反应的正反应是气体体积减小的反应，在相同温度时，增大压强平衡向正反应方向移动，二氧化硫的转化率增大，B点的转化率大于A点，所以p1＞p2；
(2)由图可知，压强一定时，升高温度，SO2转化率减小，说明升高温度，化学平衡向左移动；
(3)①v(SO3)==0.02 ml/(L·min)，v(O2)=v(SO3)=0.01 ml/(L·min)；
a．SO2、O2起始物质的量分别为n(SO2)=1.6 ml+0.4 ml=2.0 ml，n(O2)=1.8 ml+0.2 ml=2.0 ml。因温度和容器体积不变，开始加入的SO2和O2的物质的量相等，而Δn(SO2)与Δn(O2)不相等，能说明反应达到平衡状态，a正确；
b．容器体积不变，混合气体质量不变，故反应前后气体密度不变，故不能说明反应达到平衡，b错误；
c．因反应后气体的总物质的量减小，若压强不变，能说明反应达平衡状态，c正确；
d．根据硫原子质量守恒，反应前后n(SO2)+n(SO3)不变，因此不能说明反应达到平衡状态，d错误；
故答案为ac。
②反应放出98 kJ热量时，消耗的SO2的物质的量为×2 ml=1 ml，则SO2的转化率α(SO2)=×100%=50%；
(4)先假定甲、乙的体积都不变，达到平衡后再保持乙的压强不变。由于此反应的正反应是气体体积减小的反应，因此，待等体积达平衡后，欲保持乙的压强不变，就需要缩小体积。缩小体积使乙的压强增大，化学平衡正向移动。所以，若甲容器中SO2的百分含量为p%，则乙的SO2的百分含量将小于甲，即乙的SO2的百分含量小于p%，故答案为c。
【点睛】结合平衡状态的特征及化学平衡移动原理分析判断，对于相同起始状态不同外界条件下的反应，可先虚拟一种状态，然后利用平衡状态的建立与外界条件无关，只与物质的始态和终态有关，利用平衡移动原理分析。