新教材同步系列2024春高中化学第六章化学反应与能量检测卷新人教版必修第二册

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第六章检测卷(化学反应与能量)可能用到的相对原子质量：H 1　C 12　O 16　Na 23　S 32　Cl 35.5　K 39一、选择题：本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题意。1．下列对图示的能量转化方式的说明错误的是(　　)2．(2023·广东广州十六中期中)下列反应体系中，不属于可逆反应的是(　　)A．SO2溶于水 B．氨气溶于水 C．工业合成氨 D．加热NH4Cl固体3．(2023·广东名校模拟)下列措施对增大反应速率明显有效的是(　　)A．Na与水反应时，增大水的用量B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，将稀硫酸改用浓硫酸C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强D．N2与H2合成氨气时，增大体系的压强4．某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种物质溶液中，能观察到有电流产生的是(　　)A．用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中B．用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中C．用锌片、铜片作电极插入番茄中D．用铜片、铁片作电极插入酒精中5．下列说法不正确的是(　　)①任何化学反应都伴有能量变化②根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体④煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫粉放出的热量多A．①③⑤ B．①②③④⑤⑥C．②⑥ D．②③④⑥6．(2023·天津和平学业考试)下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　)A．镁条与盐酸的反应属于放热反应B．盐酸与氢氧化钠的反应属于吸热反应C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应D．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因7．在一定温度下，某反应A＋B⥫⥬C体系中，n(B)随反应时间(t)的变化如下表：该反应处于平衡状态的时间区域为(　　)A．1～2 min B．1～3 min C．2～3 min D．3～5 min8．在一定条件下，反应N2＋3H2⥫⥬2NH3在10 L恒容密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由32 mol 减少到8 mol，则2 min内N2的化学反应速率为(　　)A．1.2 mol·L-1·min-1 B．1.0 mol·L-1·min-1C．0.6 mol·L-1·min-1 D．0.4 mol·L-1·min-19．下列说法不正确的是(　　)A．原电池负极被氧化B．任何化学反应都能设计成原电池C．化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变D．化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变10．自煮火锅发热原理来自包装盒内部的发热包。这个发热包用途广泛，其由主要成分碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐、生石灰组成一袋，注入冷水，就可以加热到150 ℃以上，而蒸汽的温度即可达到200 ℃，用来蒸煮食物。下列说法正确的是(　　)A．发热包不需要密封保存B．“焙烧硅藻土”作用只是吸收水分C．发热包产生的热量只来自生石灰与水反应放热D．铁粉、焦炭粉、盐及水等构成原电池，加快铁被氧化的速率11．火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电，已知放电时总反应为4Na＋3CO2===2Na2CO3＋C。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　　)A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能12．根据如下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法正确的是(　　)A．该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量B．2 mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出946 kJ能量C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要放出632 kJ 能量D．上述过程描述的是2 mol N2与2 mol O2反应的能量变化过程13．(2023·广东广州十六中期中)在恒温恒容的密闭容器中加入1 ml SO2(g)和1 ml O2(g)在一定条件下，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，则下列有关说法可能错误的是(　　)A．加入适当的催化剂，反应速率加快B．通入1 mol He，反应速率加快C．当容器内压强不再变化时，反应处于平衡状态D．反应过程中，消耗O2(g)和生成SO3(g)的速率之比是1∶214．NO 和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地发生反应生成N2和CO2。对此反应，下列叙述正确的是(　　)A．使用催化剂能加快化学反应速率B．减小压强能加快化学反应速率C．升高温度只能加快放热反应的速率D．改变压强对化学反应速率无影响15．燃油汽车发动机排出的气体中含有CO和NO等，安装催化转化器可减少这些有害气体的排放。CO和NO在经过催化转化器时相互反应，示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)A．该反应属于置换反应B．CO和NO按系数比1∶2进行该反应C．该反应中催化剂能加快反应速率D．安装了催化转化器的汽车，尾气中一定不含CO和NO16．(2023·广东汕头期中)某同学用相同质量的镁粉分别与1 mol/L的硫酸及相同体积未知浓度的稀硫酸反应，记录相关数据，并画出两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图(不考虑温度的影响)，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．曲线a中所用硫酸的物质的量浓度可能大于1 mol/LB．由曲线b可知，该反应中硫酸一定过量C．由曲线a和b可知，生成氢气的速率仅与酸和镁粉的接触面积有关D．在上述反应进行时，适当升高温度，可增大氢气的产量17．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2+＋2Ag，设计如下图所示原电池。下列说法错误的是(　　)A．X可以是银或石墨B．Y是硫酸铜溶液C．电子从铜电极经外电路流向X电极D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag18．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-1 B．c(Y2)＝0.5 mol·L-1C．c(X2)＝0.2 mol·L-1 D．c(Y2)＝0.6 mol·L-119．科学家用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与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20．(2023·山西吕梁校考)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是(　　)　　　　　　A．图甲：通入O2的一极为正极B．图乙：锌锰干电池属于一次电池C．图乙：在使用锌锰干电池的过程中，MnO2被氧化D．图丙：正极的电极反应式为PbO2＋2e－＋SO eq \o\al(2-,4)＋4H＋===PbSO4＋2H2O二、非选择题：本大题包含4个小题，共40分。21．(10分)(2023·广东江门陈经纶中学期中)化学电源广泛地应用于现代社会的生产和生活。请回答下列问题。(1)原电池的设计原理与某类化学反应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是________(填字母)。A．CaO＋H2O===Ca(OH)2 B．C＋CO2 eq \o(=====,\s\up7(高温))2COC．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O D．2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2(2)化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图1实验。　　　　　①该实验过程涉及的能量变化是____________。②电流方向是从____棒流向____棒。(3)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00 g的锌片和银片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为63.75 g，则装置工作时锌片上的电极反应式为__________________，工作时间内装置所产生氢气的体积为____L(标准状况)。(4)如图2，回答下列问题。①该燃料电池中正极通入的物质是____，负极发生的反应式为__________________。②电池工作时，OH－移向电极____(填“a”或“b”)。③当电池放电转移10 mol电子时，至少消耗燃料肼____g。22．(10分)某实验小组同学进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。　　请回答下列问题：(1)实验发现，反应后①中的温度升高，②中的温度降低。由此判断镁条与稀盐酸的反应是______热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________热反应。(2)反应①的离子方程式是_______________；反应____(填“①”或“②”)的能量变化可用图(b)表示。(3)现有如下两个反应，能设计成原电池的是______(填字母)。A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OB．2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl223．(8分)将一定质量的H2和N2混合物通入2 L密闭容器中发生反应：N2＋3H2 eq \o(⥫====⥬,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温高压))2NH3，5 min后N2减少1 mol。回答下列问题：(1)N2的物质的量浓度变化是______mol/L。(2)H2的物质的量变化是______mol。(3)从反应开始到5 min时NH3的平均反应速率是_______mol/(L·min)。(4)下列措施能加快该化学反应速率的是______(填字母)。A．升高温度　 B．降低温度 C．通入N2 D．增大容器体积24．(12分)(2023·广东江门一中段考)在生产和生活中，人们关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率和调控反应条件。(1)2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一，该反应过程的能量变化如图甲所示，则断开反应物中化学键吸收的能量____(填“大于”“等于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的能量。　　　　(2)在2 L密闭容器内，500 ℃时，测得n(SO2)随时间的变化如下表：反应达到平衡时，SO2的转化率是____。(3)图乙中表示SO3的变化的曲线是____(填字母)。(4)用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(O2)＝____。(5)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是____。A．v(SO2)＝v(SO3)B．单位时间内消耗2 mol SO3的同时消耗1 mol O2C．容器中SO2与O2的物质的量之比为2∶1D．容器中O2的体积分数不变E．容器中气体的总物质的量不变F．容器中气体的总质量不变(6)能使该反应的反应速率增大的是____。A．减少O2气体的通入量 B．适当升高温度C．恒容下充入Ne D．选择更高效的催化剂答案1【答案】C2【答案】D　【解析】SO2溶于水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，能分解生成二氧化硫和水，该反应为可逆反应，A错误；氨气溶于水生成的一水合氨为弱电解质，溶液中存在化学平衡，存在可逆反应，B错误；工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，为可逆反应，C错误；加热NH4Cl固体生成氨气和HCl，氨气和HCl常温下能化合生成氯化铵，两个反应的反应条件不同，不是可逆反应，D正确。3【答案】D　【解析】Na与H2O反应产生NaOH和H2，反应速率快慢跟水的用量无关，A错误；浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子形式存在，导致c(H＋)减小，而且在室温下Fe与浓硫酸会发生钝化而不能进一步发生反应，因此不能用浓硫酸与Fe混合制取H2，B错误；K2SO4与BaCl2两溶液混合会发生离子反应产生BaSO4白色沉淀，反应为溶液中的离子反应，无气体参加与生成，因此增大压强，对化学反应速率无影响，C错误；N2与H2反应产生NH3，反应方程式为N2＋3H2 eq \o(⥫====⥬,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3，该反应的反应物与生成物均为气体，增大压强，导致反应速率加快，D正确。4【答案】C　【解析】要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极，其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜片、石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质。5【答案】C　【解析】根据能量守恒原理，对于放热反应，反应物的总能量等于生成物总能量加上放出的热量；对于吸热反应，反应物总能量加上吸收的热量，等于生成物的总能量，②错误；生成水蒸气可理解为是先生成液态水再由液态水汽化成水蒸气，因为水汽化时是要吸收热量的，所以生成水蒸气时放出的热量就比生成液态水时放出的热量要少，⑤正确；硫蒸气可理解为硫粉吸收热量得到的，所以硫蒸气本身能量就比硫粉的能量要高，⑥错误。6【答案】B　【解析】镁条与盐酸反应生成MgCl2和H2、同时放热，该反应属于放热反应，A正确；酸碱中和反应为放热反应，盐酸与氢氧化钠的反应属于放热反应，B错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成BaCl2、NH3和H2O，同时吸热，该反应为吸热反应，C正确；化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，断裂反应物中的化学键吸收能量、形成生成物中的化学键放出能量，故化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，D正确。7【答案】D8【答案】A9【答案】B　【解析】原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。10【答案】D　【解析】发热包是基于原电池反应原理快速产生热量的，如暴露在空气中，铁粉、铝粉会与空气中的氧气反应而使发热包失效，应密封保存，A错误；“焙烧硅藻土”具有蓬松结构有利于水以及其他反应物的吸附，使反应物充分接触，利于反应充分进行，B错误；发热包中的铁粉和铝粉与炭粉在溶液中可形成原电池，金属与氧气反应也会放出大量的热，C错误；铁粉、焦炭粉、盐及水等构成原电池，原电池原理可加快反应速率，D正确。11【答案】B　【解析】放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na＋，故A错误；放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D错误。12【答案】B　【解析】1 mol N2和1 mol O2反应产生2 mol NO，反应过程的能量变化是Q＝946＋498－2×632＝＋180(kJ)，说明反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，A错误；断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，2 mol氮原子结合生成N2(g)时需要放出946 kJ能量，B正确；1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量，C错误；上述过程描述的是1 mol N2与1 mol O2反应的能量变化过程，D错误。13【答案】B　【解析】加入适当的催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，A正确；通入1 mol He，恒容下各物质的浓度不变，则反应速率不变，B错误；该反应是在恒容的容器中进行的，且该反应的反应前后气体分子数改变，故压强不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；反应过程中化学反应速率之比等于化学计量系数之比，则反应过程中，消耗O2(g)和生成SO3(g)的速率之比是1∶2，D正确。14【答案】A　【解析】根据外界条件对反应速率的影响分析：使用催化剂一般能加快反应速率；对于有气体参加的反应来说，压强的改变，对反应速率有影响，增大压强会加快化学反应速率，减小压强会减慢化学反应速率；升高温度会加快化学反应速率，与反应的放热和吸热无关。15【答案】C　【解析】由CO和NO在催化剂的作用下发生反应的示意图可知，该反应的方程式是2CO＋2NO eq \o(=====,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2。该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，A错误；由方程式的意义可知，CO和NO按系数比2∶2＝1∶1进行该反应，B错误；安装了催化转化器的汽车，催化转化器的转化率很难达到100%，尾气中一定含少量CO和NO，D错误。16【答案】A　【解析】根据图像可知，“先拐先平”，说明a的速率快，若b为1 mol/L的硫酸，则曲线a中所用硫酸的物质的量浓度可能大于1 mol/L，故A正确；相同质量的镁粉，最后生成气体的体积相同，可能是镁粉消耗完，也可能是硫酸全部消耗完，因此硫酸不一定过量，故B错误；由图可知浓度有影响，还有温度也有影响，故C错误；金属镁消耗完，产生气体的物质的量不会增多，故D错误。17【答案】B　【解析】由电池反应2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2+可知，铜作负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2+，X为正极，可以是比铜不活泼的银或石墨等，电极反应为Ag＋＋e－===Ag；电解质溶液中需含有Ag＋，如AgNO3溶液，B错误。18【答案】B　【解析】若反应向正反应方向进行，0.1 mol·L-1 X2与0.3 mol·L-1 Y2完全转化可生成0.2 mol·L-1 Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 mol·L-1；若反应向逆反应方向进行，0.2 mol·L-1 Z全部分解转化生成0.1 mol·L-1 X2和0.3 mol·L-1 Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 mol·L-1，Y2的浓度应小于0.6 mol·L-1。19【答案】C　【解析】分析图像知状态Ⅰ的能量比状态Ⅲ的高，因此是放热反应，A错误；从反应历程看反应过程中化学键没有断裂，B错误；CO2的结构是O===C===O，含极性共价键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ是CO与O的反应，D错误。20【答案】C　【解析】氧化剂在正极得电子，因此图甲中通入O2的一极为正极，A正确；图乙中锌锰干电池使用放电完后，不能进行充电再使用，因此锌锰干电池属于一次电池，B正确；图乙，在使用锌锰干电池的过程中，MnO2中锰化合价降低，被还原，C错误；图丙是铅蓄电池，二氧化铅为正极，其正极的电极反应式为PbO2＋2e－＋SO eq \o\al(2-,4)＋4H＋===PbSO4＋2H2O，D正确。21【答案】(1)D(2)①将化学能转化为电能　②铜　锌(3)Zn－2e－===Zn2+　5.6(4)空气　N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O　a　80【解析】(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计为原电池，A错误；C＋CO2 eq \o(=====,\s\up7(高温))2CO是吸热的氧化还原反应，反应不能自发进行，因此不能设计为原电池，B错误；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是非氧化还原反应，不能设计为原电池，C错误；2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2是放热的氧化还原反应，反应能够自发进行，因此可以设计为原电池，D正确。(2)该实验装置构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Cu为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，在正极Cu上溶液中的H＋得到电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。①则该实验过程涉及的主要的能量变化是将化学能转化为电能。②Zn棒是负极，电流方向是从铜棒流向锌棒。(3)由于金属活动性Zn＞Ag，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Ag为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，在正极Ag上溶液中的H＋得到电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。总反应方程式为Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，反应消耗Zn的质量为m(Zn)＝80.00 g－63.75 g＝16.25 g，n(Zn)＝ eq \f(16.25 g,65 g/mol)＝0.25 mol，根据方程式中物质反应转化关系可知：产生H2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(H2)＝0.25 mol×22.4 L/mol＝5.6 L。(4)①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，故正极通入的物质是空气，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O；②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH－移向a电极；③负极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，转移4 mol电子时消耗肼32 g，则转移10 mol 电子消耗肼32 g× eq \f(10,4)＝80 g。22【答案】(1)放　吸(2)Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑　②　(3)B【解析】(2)反应②为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，所以反应②的能量变化可用图(b)表示。(3)自发进行的氧化还原反应能设计成原电池，A反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。23【答案】(1)0.5　(2)3　(3)0.2　(4)AC24【答案】(1)小于　(2)65%　(3)b　(4)0.001 5 mol/(L·s)　(5)BDE　(6)BD【解析】(1)由图甲中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应，则断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量。(2)由表格数据可知，3 s时反应已经达到平衡，平衡时n(SO2)＝0.007 mol，则SO2的转化率是 eq \f(0.02 mol－0.007 mol,0.02 mol)×100%＝65%。(3)2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)反应过程中SO3的物质的量增加，c(SO3)＝ eq \f(0.013 mol,2 L)＝0.006 5 mol/L，则图乙中表示SO3的变化的曲线是b。(4)0～2 s内二氧化硫的转化量n(SO2)＝0.02 mol－0.008 mol＝0.012 mol，则氧气的转化量n(O2)＝ eq \f(1,2)n(SO2)＝ eq \f(1,2)×0.012 mol＝0.006 mol，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(O2)＝ eq \f(0.006 mol,2 L×2 s)＝0.001 5 mol/(L·s)。(5)v(SO2)＝v(SO3)不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故A不选；单位时间内消耗2 mol SO3的同时消耗1 mol O2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故B选；容器中SO2与O2的物质的量之比2∶1不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故C不选；容器中O2的体积分数不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故D选；该反应是气体体积减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，当容器中气体的总物质的量不变时，说明反应达到平衡，故E选；反应过程中气体总质量是定值，当容器中气体的总质量不变时，不能说明反应达到平衡，故F不选。(6)减少O2气体的通入量，O2浓度降低，反应速率减慢，故A不选；适当升高温度，反应速率增大，故B选；恒容下充入Ne，参与反应的物质浓度不变，反应速率不变，故C不选；选择更高效催化剂，反应速率增大，故D选。选项ABCD图示太阳能路灯燃气燃烧干电池工作叶绿素光合作用能源转化方式太阳能转化为电能化学能转化为热能、光能电能转化为化学能太阳能转化为化学能t/min012345n(B)/mol0.0800.0360.0280.0200.0200.020时间/s012345n(SO2)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007