高中化学人教版（2019）必修第二册第六章化学反应与能量单元测评卷（Word版附解析）

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第六章　化学反应与能量注意事项:1.全卷满分100分。考试用时90分钟。2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Al-27　Si-28　S-32　Fe-56。一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列由太阳能直接转化为化学能的是(　　)A.光伏发电　　B.风力发电　　C.光合作用　　D.水力发电2.下列反应中反应过程的能量变化与图示不相符的是(　　)A.C+O2 CO2B.C+CO2 2COC.H2+Cl2 2HClD.Mg+2HCl MgCl2+H2↑3.2023年2月23日19时49分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星26号卫星发射升空。长征三号乙运载火箭为三级火箭,前两级以偏二甲肼(C2H8N2)和N2O4为燃料,第三级以液氢和液氧为燃料;已知偏二甲肼与N2O4反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2↑+4H2O+3N2↑。下列说法错误的是　(　　)A.火箭在发射过程中将化学能全部转化为热能B.火箭以液氢和液氧作燃料可减少对空气的污染C.偏二甲肼与N2O4反应过程中,N2O4为氧化剂D.偏二甲肼与N2O4的反应可设计为原电池4.关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是(　　)图Ⅰ　图ⅡA.图Ⅰ所示装置为原电池B.化石燃料是可再生能源,燃烧时将化学能转化为热能C.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成D.金刚石转化为石墨能量变化如图Ⅱ所示,则金刚石比石墨稳定5.某兴趣小组设计如图所示的实验装置,电流表指针发生偏转。下列说法不正确的是(　　)A.该装置中铝箔为负极B.电子从铝箔流出,经电流表、活性炭、滤纸后回到铝箔C.活性炭上的电极反应式为2H++2e-H2↑D.该装置的总反应是2Al+6H+2Al3++3H2↑6.将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L-1稀硫酸的烧杯中,2 min 时铁粉刚好溶解完全;若反应前后溶液的体积不变,则0~2 min内,该反应的平均速率可表示为(　　)A.v(Fe)=0.5 mol·L-1·min-1　　　　B.v(SO42-)=1 mol·L-1·min-1C.v(H2)=1 mol·L-1·min-1　　　　 D.v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-17.由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法错误的是(　　)A.装置甲中W、X的材料可以是Zn、FeB.装置乙中Y电极上的反应式为Cu2++2e-CuC.装置丙中电子从W电极经导线流向Z电极D.四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y8.下列实验操作和现象能达到实验目的的是(　　)9.下列实验无法达到预期实验目的的是(　　)甲　　　　乙丙　　　　丁A.用图甲验证Cu与浓硝酸反应的热量变化B.用图乙验证NH3易溶于水C.用图丙测定CO2的生成速率D.用图丁验证NH3与HCl的反应10.汽车尾气系统中的催化转化器可有效降低尾气中的CO、NO和NO2等向大气的排放。在催化转化器的前半部分发生的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列有关叙述正确的是(　　)A.反应达平衡时,正、逆反应速率均为零B.使用合适的催化剂,反应速率会加快C.适当升高温度,反应速率可能减慢D.反应达平衡时,尾气中CO2、N2的浓度之比为2∶111.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述不正确的是(　　)A.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)B.从反应开始到10 s,X的物质的量减少了0.79 molC.反应到10 s时,该反应达到平衡状态D.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.79 mol/(L·s)12.如图是我国学者研发的高效过氧化氢—尿素电池的原理装置:该装置工作时,下列说法错误的是(　　)A.Ni-Co/Ni极上的电势比Pd/CFC极上的低B.向正极迁移的主要是K+,产物M主要为K2SO4C.负极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2OD.Pd/CFC极上发生反应:H2O2+2e-2OH-13.某温度下,将4 mol A气体和2 mol B气体充入到1 L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。经2 min后达到平衡时,测得C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是(　　)A.平衡时,B的转化率为70%B.用C表示该反应的平均反应速率为1.2 mol·L-1·min-1C.反应前后的压强之比为10∶9D.其他条件不变时,充入少量He(不参与反应),体系压强增大,则反应速率增大14.硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程如图。下列说法中错误的是(　　)A.过程①、②均需要吸收能量B.总反应方程式可以表示为H2S+CH3OHH2O+CH3SHC.过程④中,只形成了O—H键D.反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变15.在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2,发生反应CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是(　　)A.组别①中,0~20 min内,CH4的反应速率为0.012 5 mol/(L·min)B.由实验数据可知实验控制的温度:T1>T2C.40 min时,表格中T1对应的NO2浓度为0.20 mol/LD.0~10 min内,CH4的反应速率:①>②二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(10分)为了探究化学反应的热效应,某兴趣小组进行了如下实验:(1)如图a所示,室温下,观察到甲处液面上升,乙处液面下降,则该反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应,写出该反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)如图b所示,室温下,把装有固体A的试管放入盛有饱和澄清石灰水的烧杯中,向该试管中滴入一定量的液体B,观察到烧杯中的饱和澄清石灰水变浑浊,则该反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应,写出一个符合该条件的反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)如图c所示,室温下,通过仪器丙向仪器丁中的一定浓度的盐酸中加入一定浓度的氢氧化钠溶液,仪器丙的名称为　　　　。仪器丁的底部有温热感,　　　　(填“能”或“不能”)说明该反应是放热反应,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 17.(12分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。(1)氢气在O2中燃烧的反应是　　　　热反应(填“放”或“吸”),这是由于反应物的总能量　　　　生成物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)从化学反应的本质角度来看,氢气燃烧断裂反应物中的化学键吸收的总能量　　　　形成产物中的化学键放出的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)。已知破坏1 mol H—H键、1 mol OO键、1 mol H—O键时分别需要吸收x kJ、y kJ、z kJ的能量。则1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)转化为1 mol H2O(g)时放出的热量为 　kJ。 (3)通过CO的燃烧反应,可以把CO中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把CO中蕴含的化学能转化为电能,如图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为CO燃料电池。该电池的正极是　　　　(填“a”或“b”),负极反应式为　　　　　　　　　。 (4)若将图中的CO燃料电池用固体金属氧化物陶瓷作电解质(能够传导O2-),已知正极上发生的电极反应式为O2+4e-2O2-,则负极上发生的电极反应式为　　　　　　　　　;电子从　　　　极(填“a”或“b”)流出。 18.(10分)近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注,工业上甲醇的合成途径多种多样。现有实验室中模拟甲醇的合成反应,在2 L密闭容器内,400 ℃时发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),体系中n(CO)随时间的变化如下表:回答下列问题:(1)图中表示CH3OH变化曲线的是　　　　。 (2)用H2表示从0~2 s内该反应的平均反应速率v(H2)=　　　　。 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　。 a.v(CH3OH)=2v(H2)b.容器内压强保持不变c.生成2 mol H2的同时消耗1 mol COd.容器内气体的密度保持不变(4)已知CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如图所示,图中O2从　　　　(填“A”或“B”)通入,a极的电极反应式是　　　　　　　　　。 19.(12分)某可逆反应在体积为5 L的密闭容器中进行,0~3 min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　。 (2)反应开始至2 min时,B的平均反应速率为　　　　。 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　(填字母)。 a.v(A)=2v(B)b.容器内压强保持不变c.2v逆(A)=v正(B)d.容器内混合气体的密度保持不变e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2f.混合气体的平均相对分子质量保持不变(4)在密闭容器里,通入a mol A(g)、b mol B(g)、c mol C(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是　　　　(填字母)。 A.降低温度　　　　 B.加入催化剂C.增大容器体积　　　　D.恒容下充入He(5)将a mol A与b mol B的混合气体通入5 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(A)=n(B)=3n(C),则原混合气体中a∶b=　　　　,此时A的物质的量分数为　　　　。 20.(11分)某实验小组为测定酸性条件下碘化钾与过氧化氢反应的化学反应速率,进行了以下实验探究。(1)实验一:向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入由碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠(Na2S2O3)配制成的混合溶液,一段时间后溶液变蓝。该小组查阅资料知体系中存在下列两个主要反应:反应ⅰ:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O;反应ⅱ:I2+2S2O32-2I-+S4O62-。为了证实上述反应过程,进行下列实验(所用试剂浓度均为0.01 mol/L)。实验二:向酸化的H2O2溶液中加入淀粉KI溶液,溶液几秒后变为蓝色。再向已经变蓝的溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液立即褪色。根据此现象可知反应ⅰ的速率　　　　反应ⅱ的速率(填“大于”“小于”或“等于”),实验一中溶液混合一段时间后才变蓝的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)为了探究c(H+)对反应速率的影响,设计两组对比实验,按下表中的试剂用量将其迅速混合观察现象。(各实验均在室温条件下进行)①V2=　　　　。 ②对比实验①和实验②,t1　　　　t2(填“>”“X,装置乙中,X为负极,Y为正极,金属活动性:X>Y,装置丙中,Z为负极,W为正极,金属活动性:Z>W,四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y,D正确。8.B　没有控制单一变量,同时改变了阳离子和阴离子,不能确定是哪种离子的影响,A错误;NO2是红棕色气体,而N2O4无色,温度低,颜色浅,温度高,颜色深,说明调控温度可以改变可逆反应进行的程度,B正确;CuSO4与Zn反应生成Cu,Cu、Zn、稀硫酸形成原电池后反应速率加快,CuSO4不是催化剂,C错误;H2S等气体也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。9.C　铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮气体和水,若此反应为放热反应,放出的热量会使大试管中的气体膨胀,从而使U形管中液面左低右高,A项正确;将胶头滴管中的水滴入烧瓶中,氨气极易溶于水,烧瓶中的气体的物质的量减小,气球会立刻膨胀起来,B项正确;产生的二氧化碳气体会从长颈漏斗逸出,不能测定CO2的生成速率,C项错误;蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近能生成白烟,说明NH3和HCl发生了反应,D项正确。10.B　反应达平衡时,正、逆反应速率相等,但不为0,A项错误;使用合适的催化剂可加快反应速率,B项正确;适当升高温度能加快反应速率,C项错误;反应达到平衡时,尾气中含有CO2和N2,由于汽油燃烧后产生的气体中也含CO2,故无法判断尾气中CO2和N2的浓度比,D项错误。11.D　由题图可知X、Y为反应物,Z为生成物,反应中X、Y、Z的物质的量变化量之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2,则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),A项正确;从反应开始到10 s时,X的物质的量减少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,B项正确;10 s后各物质的物质的量不再发生变化,说明该反应达到平衡状态,C项正确;0~10 s内,v(Z)=ΔnVΔt=1.58mol2 L×10 s=0.079 mol/(L·s),D项错误。12.D　由电池工作原理图可知,尿素中N元素由-3价变为0价,失去电子,化合价升高,发生氧化反应,即Ni-Co/Ni极为负极,Pd/CFC极为正极,Ni-Co/Ni极电势较低,A项正确;该电池使用阳离子交换膜,只允许阳离子通过,向正极迁移的主要是K+,产物M主要为K2SO4,B项正确;根据化合价变化等可写出负极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,C项正确;Pd/CFC极上发生还原反应,即2H++H2O2+2e-2H2O,D项错误。13.C　由三段式分析可知:　　　　　　　2A(g)+B(g)2C(g)起始量(mol) 4 2 0转化量(mol) 1.2 0.6 1.2平衡量(mol) 2.8 1.4 1.2平衡时,B的转化率为0.6mol2mol×100%=30%,A错误;用C表示该反应的平均反应速率为1.2mol1 L×2min=0.6 mol·L-1·min-1,B错误;恒温恒容下,气体的压强与其物质的量成正比,结合三段式分析可知反应前后的压强之比为(4+2) mol∶(2.8+1.4+1.2)mol=10∶9,C正确;其他条件不变时,充入少量He(不参与反应),体系压强增大,但反应物和生成物浓度均不变,故反应速率不变,D错误。14.C　由题图可知,过程①、②均为断键过程,需要吸收能量,A项正确;总反应为硫化氢和甲醇生成水和甲硫醇,化学方程式可以表示为H2S+CH3OHH2O+CH3SH,B项正确;由题图可知,过程④中也形成了C—S键,C项错误;催化剂可以改变反应速率,且反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变,D项正确。15.C　组别①中0~20 min内,消耗0.25 mol CH4,则CH4的反应速率v(CH4)=0.25mol2 L×20min=0.006 25 mol/(L·min),A项错误;根据实验数据可知0~20 min内,组别①、②中CH4的物质的量变化量分别为0.25 mol和0.32 mol,根据实验温度越高反应速率越快,可知实验温度:T1