2024春高中化学第6章化学反应与能量过关检测卷（人教版必修第二册）

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第六章过关检测卷(时间:90分钟　满分:100分)一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.如图所示,ΔE1=393.5 kJ,ΔE2=395.4 kJ,图中各物质均为1 mol,下列说法正确的是(　　)。A.1 mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量B.石墨和金刚石之间的转化是物理变化C.金刚石的稳定性强于石墨D.1 mol金刚石具有的总能量高于1 mol CO2的总能量答案A解析1mol石墨转化为金刚石需吸收的热量=ΔE2-ΔE1=395.4kJ-393.5kJ=1.9kJ,A项正确;石墨转化为金刚石的过程中有旧化学键的断裂,也有新化学键的生成,属于化学变化,B项错误;根据图示可知,1mol石墨和1molO2(g)具有的总能量低于1mol金刚石和1molO2(g)具有的总能量,可见1mol石墨的能量低于1mol金刚石的能量,故石墨比金刚石稳定,C项错误;由图可知,1mol 金刚石和1molO2(g)的总能量高于1molCO2(g)的总能量,D项错误。2.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(　　)。A.c(Z)=0.5 mol·L-1B.c(Y2)=0.5 mol·L-1C.c(X2)=0.2 mol·L-1D.c(Y2)=0.6 mol·L-1答案B解析若反应向正反应方向进行,0.1mol·L-1X2与0.3mol·L-1Y2完全转化可生成0.2mol·L-1Z,这表明平衡时Z的浓度应小于0.4mol·L-1;若反应向逆反应方向进行,0.2mol·L-1Z全部分解转化生成0.1mol·L-1X2和0.3mol·L-1Y2,这表明平衡时X2的浓度应小于0.2mol·L-1,Y2的浓度应小于0.6mol·L-1。3.已知密闭容器中进行的合成氨反应为N2+3H22NH3,该反应为放热反应。下列判断正确的是(　　)。A.1 mol N2和3 mol H2的能量之和与2 mol NH3具有的能量相等B.反应过程中同时有1.5 mol H—H、3 mol N—H断裂时,N2的浓度维持不变C.降低NH3的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小D.当反应速率满足v(N2)∶v(H2)=1∶3时,反应达到最大限度答案B解析合成氨反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,A项错误;反应过程中有1.5molH—H、3molN—H同时断裂时,反应达到平衡,N2的浓度不变,B项正确;降低NH3的浓度,正反应速率不会增大,C项错误;任何时刻都满足v(N2)∶v(H2)=1∶3,D项错误。4.二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“·”表示),下列说法错误的是(　　)。A.使用催化剂NiPc需要的条件更高B.·COOH经过还原反应得到·COC.反应过程中存在极性键的断裂和生成D.相同粒子吸附在不同的催化剂时能量相同答案D解析由题图可知,使用催化剂NiPc的相对能量更高,需要的条件更高,A项正确;整个过程中,C的化合价下降,故·COOH是经过还原反应得到·CO,B项正确;·CO2转变为·COOH存在极性键的生成,·COOH转变为·CO存在极性键的断裂,C项正确;由题图可知,·COOH、·CO吸附在不同的催化剂时,能量不相同,D项错误。5.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　)。A.正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极,可增大其与氧气的接触面积D.该电池通常只需要更换铝板就可继续使用答案B解析根据电池总反应可知,铝板作负极,电极反应式为Al+3OH--3e-Al(OH)3,铂网作正极,氧气在正极上发生反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-,故A项正确;原电池工作时,电流由正极铂电极沿导线流向负极铝电极,故B项错误;网状的铂可以增大其与氧气的接触面积,增大反应速率,C项正确;Al作负极,工作时失电子而损耗,故该电池只需更换铝板便可继续使用,D项正确。6.如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是(　　)。A.氢氧燃料电池中OH-向b极移动B.该装置中只涉及两种形式的能量转化C.电池正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.P型半导体连接的是电池负极答案C解析由题图中电子移动方向可判断a为负极,b为正极,在燃料电池中,阴离子移向负极,故OH-向a极移动,A项错误;该装置中涉及化学能→电能→光能等形式的能量转化,B项错误;P型半导体连接的是电池正极,D项错误。7.为了探究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验,其中结论不正确的是 (　　)。答案A解析影响化学反应速率的因素有很多,外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外,光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。A项中由于镁的活动性比铝强,故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。8.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 (　　)。A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变B.2NO2(g)N2O4(g)　恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)　恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)　反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1答案D解析A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的浓度保持不变,反应处于平衡状态;B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)=3∶1的混合气体,或加入的是纯NH3,在反应从开始到化学平衡状态,始终是n(H2)∶n(N2)=3∶1,因此,n(H2)∶n(N2)=3∶1的状态不一定是平衡状态。9.如图所示为800 ℃时,A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,下列结论不正确的是(　　)。A.发生的反应可表示为2A(g)2B(g)+C(g)B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1C.开始时,正、逆反应同时进行D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1答案C解析根据图像知,反应过程中A的浓度减小,B、C浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)+C(g),A项正确;前2min,v(A)==0.1mol·L-1·min-1,B项正确;开始时加入的物质为A和B,没有C,C项错误;根据图像知,2min时,A、B、C的浓度分别为0.2mol·L-1、0.3mol·L-1、0.1mol·L-1,故A、B、C的浓度之比为2∶3∶1,D项正确。10.(2022江西吉州期末)用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,实验过程如图所示,下列说法不正确的是(　　)。A.EF段单位时间内收集的CO2最多,化学反应速率最大B.FG段速率变小的主要原因是反应吸热,温度下降C.从图像中可以推测该反应为放热反应D.向溶液中加入NaCl溶液会降低反应速率答案B解析根据图像可知,斜率越大,反应速率越大,EF段单位时间内收集的CO2最多,化学反应速率最大,故A正确;FG段速率变小的主要原因是盐酸浓度降低,故B错误;由EF段反应速率增大,说明温度升高,可以推测该反应为放热反应,故C正确;向溶液中加入NaCl溶液,盐酸会被稀释,氢离子浓度减小,反应速率减小,故D正确。11.已知金属单质X、Y、Z、W之间有下列关系:①2X+3Y2+2X3++3Y;②Z元素最高价氧化物对应的水化物的碱性比X元素的强;③由Y、W与稀硫酸组成的原电池,Y为负极。则X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为 (　　)。A.X>Z>Y>W B.Z>W>X>YC.Z>Y>X>W D.Z>X>Y>W答案D解析由信息①可得还原性X>Y,由②可得还原性Z>X,由③可得还原性Y>W,所以还原性Z>X>Y>W。12.燃料电池是一种新型电池,某氢氧燃料电池的电极反应如下。X极:O2+2H2O+4e-4OH-Y极:2H2+4OH--4e-4H2O下列判断正确的是(　　)。A.X是正极,X极上发生氧化反应B.该电池可用稀硫酸作为电解质溶液C.供电时Y极附近的酸性减弱D.使用时若生成1 mol H2O则转移2 mol电子答案D解析X极上发生还原反应,A项不正确;由Y极电极反应式可知,该电池用碱液作电解质溶液,OH-被消耗,酸性增强,B、C两项都不正确;X、Y两极反应式加和为2H2+O22H2O,每生成1molH2O转移2mol电子,D项正确。13.基于节能减排理念,中国研制出了新型固态氧化物燃料电池(SOFC),该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)。A.电子从a极经导线流向b极B.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.还可以选用NaOH固体作固态电解质D.若反应中转移1 mol电子,则生成11.2 L(标准状况下)CO2答案D解析燃料电池中通入氧气的一极为正极,即a极为正极,电子由负极(b极)经导线流向正极(a极),A项错误;电池使用固态氧化物作电解质,不可选用NaOH固体作固态电解质,正极反应式应为O2+4e-2O2-,B项、C项错误;若反应中转移1mol电子,生成的二氧化碳的物质的量为0.5mol,标准状况下的体积为11.2L,D项正确。二、非选择题(本题共3小题,共48分)14.(16分)如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。请回答下列问题。(1)该装置将　　　能转化为　　　　能,电流方向为　　　　(填“b→a”或“a→b”)。 (2)在催化剂b表面的O2发生　　　反应,其附近酸性　　　　(填“增强”“不变”或“减弱”)。 (3)催化剂a表面的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)化学　电　b→a　(2)还原　减弱(3)SO2+2H2O-2e-S+4H+　(4)8∶15解析(1)该装置是一个原电池,将化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反,所以电流方向为b→a。(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应,由题意SO2转化为H2SO4,因此催化剂a表面SO2发生氧化反应;催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近酸性减弱。(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+。(4)催化剂a表面的反应为SO2+2H2O-2e-S+4H+,催化剂b表面的反应为O2+2H++2e-H2O,总方程式为SO2+H2O+O2H2SO4,根据硫酸的浓度仍为49%,若得到100g 硫酸溶液,则有49gH2SO4生成,参加反应的SO2为32g,H2O为9g,故理论上参加反应的SO2与加入水的质量之比为32g∶[(100g-49g)+9g]=8∶15。15.(15分)反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示。(1)该反应为　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若要使该反应的反应速率增大,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　　　(填“正”或“负”)极。铜片上的现象为　　　　　　　　　,该极上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　,外电路中电子由　　　　(填“正”或“负”,下同)极向　　　极移动。 答案(1)放热　(2)AC(3)正　产生无色气泡　2H++2e-H2↑　负　正解析(1)根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,反应速率增大;适当增大反应物浓度反应速率也增大,但常温下98%的浓硫酸能使铁钝化。(3)该反应中铁是还原剂,作负极,比铁活动性差的铜应作正极。铜片上,氢离子得到电子,电极反应式为2H++2e-H2↑,外电路电子由负极流向正极。16.(17分)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值)。①　　　　(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”) min时间段反应速率最大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②用盐酸的浓度变化来表示该反应在3~4 min时间段内的化学反应速率: 　　　　　　　　　　　　　　　　　(设溶液体积不变)。 (2)某温度下在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。①该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②该反应达到平衡状态的标志是　　　(填字母)。 A.Y的体积分数在混合气体中保持不变B.X、Y的反应速率之比为3∶1C.容器内气体压强保持不变D.容器内气体的总质量保持不变E.生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z③2 min内Y的转化率为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)①2~3　该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较大②0.025 mol·L-1·min-1(2)①3X+Y2Z　②AC　③10%解析(1)①在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min时间段中,产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较大。②在3~4min时间段内,n(H2)==0.005mol,消耗盐酸的物质的量为0.01mol,故v(HCl)==0.025mol·L-1·min-1。(2)①由图像可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,为反应物;Z的物质的量增多,为生成物。当反应进行到5min 时达平衡,Δn(Y)=0.2mol,Δn(Z)=0.4mol,Δn(X)=0.6mol,则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)=1∶2∶3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X+Y2Z。②随着反应的进行X、Y的反应速率之比始终为3∶1,不能作为平衡状态的标志,故B项错误;反应物和生成物均为气体,容器内气体的总质量保持不变,不能作为平衡状态的标志,故D项错误;生成1molY的同时消耗2molZ均只能表示逆反应速率,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应达到平衡状态,故E项错误。③2min内Y的转化率=×100%=×100%=10%。选项实验结论A将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应两者反应速率相等B在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应大理石粉反应更快C将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下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,向其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管产生氧气的速率不同时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620