2020-2021学年第二章 化学反应与能量综合与测试练习题

这是一份2020-2021学年第二章 化学反应与能量综合与测试练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
解析B项、C项属于电化学反应,一定有电子转移,一定发生氧化还原反应;D项营养物质为人类提供能量的过程,是被O2氧化的过程,发生了氧化还原反应;A项光能转化成电能的过程没有新物质生成,没有发生化学反应,故选A。
答案A
2.下列有关化学反应速率和限度的说法中,不正确的是( )
A.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快
B.在金属钠与足量水反应中,增加水的量能加快反应速率
C.2SO2+O22SO3反应中,SO2不能全部转化为SO3
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,用碳酸钙粉末比用块状碳酸钙反应要快
解析A项,添加催化剂,加快反应速率;B项,水的量的多少不影响钠与水的反应速率;C项,可逆反应不能进行到底;D项,增大固体物质的表面积能加快化学反应速率。
答案B
3.一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两种化学物质反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最合适的选择是( )
A.浓硫酸与水B.生石灰与水
C.熟石灰与水D.氯化钠与水
解析浓硫酸溶于水虽然放热,但浓硫酸是液体,又具有强烈的腐蚀性,不适宜给食品加热;而相同质量的生石灰和熟石灰分别溶于水,前者放出的热量比后者多,氯化钠溶于水能量变化不明显。
答案B
4.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
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。
答案B
5.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电解质溶液中,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
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材料,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,铜和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;C项,一些水果中含有有机酸,可作电解质溶液。
答案C
6.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,改用浓硫酸
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验
解析水的浓度可视为固定不变,因此增加水的用量反应速率不变;铁遇浓硫酸会产生钝化现象,不再产生氢气;压强的改变只能适用于有气体参加的反应;增大固体的表面积可以加快反应速率。
答案D
7.下列各组反应(表中物质均为反应物)在反应刚开始时,放出H2的反应速率最大的是( )
解析影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,镁的金属活动性强于铁,所以C项放出氢气的反应速率最小。A项,Mg与HNO3反应不会产生氢气,B、D两项中只需比较c(H+)的大小即可,而盐酸为一元强酸,硫酸为二元强酸,故相同浓度的盐酸与硫酸,硫酸中的c(H+)大于盐酸中的c(H+),D项符合题意。
答案D
8.一定温度下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时,n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶3∶4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8 ml,n(SO3)=1.4 ml,此时SO2的物质的量应是( )
A.0.4 mlB.0.6 mlC.0.8 mlD.1.2 ml
解析 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始/ml2x3x4x
转化/mlyy2y
平衡/ml2x-y3x-y24x+y
3x-y2=0.8 ml4x+y=1.4ml
解得:x=0.3 ml,y=0.2 ml,所以2x-y=0.4 ml。
答案A
9.化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B.铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
C.图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能
D.图Ⅱ所示的反应为吸热反应
解析旧化学键断裂吸收能量,新化学键形成吸收能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,A项正确;铝热反应是放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高,B项错误;图Ⅰ所示的装置中没有形成闭合回路,不能构成原电池,因此不能将化学能转变为电能,C项错误;图Ⅱ所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,D项错误。
答案A
10.可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。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.上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.光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能
解析在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可判断A极为负极,A错误;风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,B正确;推广可再生能源有利于经济可持续发展,C正确;光伏电池发电是将光能直接转化为电能,D正确。
答案A
11.某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.三种化合物中C最稳定
C.A与C的能量差为E4
D.AB反应,反应条件一定要加热
解析根据反应能量曲线图可知,能量大小为B>A>C,故两步反应分别为吸热反应、放热反应,其中A、C的能量差为ΔH,C的能量最低,C最稳定,A、C错误,B正确;吸热反应不一定需要加热,D错误。
答案B
12.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
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的百分含量保持不变,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。
答案D
13.我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.电池工作时,锂离子向正极移动
B.有机电解质可用水溶液代替
C.电池总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑
D.该装置不仅可提供电能,还可得到清洁的氢气
解析该原电池工作时,电解质中的阳离子锂离子会移向正极,故A项正确;由于金属Li可以与水反应生成氢氧化锂和氢气,但是与有机电解质不反应,所以有机电解质不可用水溶液代替,故B项错误;电池总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑,故C项正确;该原电池是将化学能转化为电能的装置,装置不仅可提供电能,并且反应产物是氢气,能提供能源,故D项正确。
答案B
14.已知:①1 ml H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量;②1 ml I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量;③由H原子和I原子形成1 ml HI分子时释放299 kJ的能量。下列判断不正确的是( )
A.I2蒸气比H2分子稳定
B.2 ml HI(g)发生分解反应吸收11 kJ热量
C.HI与NaOH的反应属于放热反应
D.0.5 ml H2(g)与0.5 ml I2(g)完全反应释放出5.5 kJ 热量
解析选项A,H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多,H2分子比I2稳定,A选项错误。选项B,设反应为2HI(g)H2(g)+I2(g),则吸收的热量=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I)=2 ml×299 kJ·ml-1-1 ml×436 kJ·ml-1-1 ml×151 kJ·ml-1=11 kJ。选项C,中和反应是放热反应。选项D,根据选项B的计算可知正确。
答案A
15.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓缓地反应生成N2和CO2,化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,对此反应,下列叙述错误的是( )
A.使用正催化剂能加大反应速率
B.改变反应物的压强对反应速率产生影响
C.冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
解析加入正催化剂能加大反应速率,A项正确;这是一个有气体参加的化学反应,增大压强,气体物质浓度增大,反应速率加大,减小压强,气体物质浓度减小,反应速率减小,B项正确;温度低,反应速率小,所以冬天不利于NO和CO的转化,C项正确;改变反应物的浓度、压强、温度均能改变该反应的速率,D项错误。
答案D
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(8分)恒温恒容时,NO2和N2O4之间发生反应:N2O4(g)2NO2(g),如图所示。
(1)曲线 (填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。
(2)若升高温度,则v(NO2) (填“增大”或“减小”)。
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=0.3 ml·L-1·min-1,乙中v(N2O4)=0.2 ml·L-1·min-1,则 中反应更快。
解析由反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比,从图像中可推知:曲线Y表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。升高温度,反应速率增大。
答案(1)Y (2)增大 (3)乙
17.(8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加快,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
D.减小压强
(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。铜片上产生的现象为 ,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。
解析(1)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,反应速率加快;适当增大反应物浓度反应速率也增大,但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,电极反应为2H++2e-H2↑,外电路电子由负极流向正极。
答案(1)放热 (2)AC
(3)正 产生无色气泡 2H++2e-H2↑ 负 正
18.(12分)(1)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
①煅烧石灰石 ②木炭燃烧 ③炸药爆炸 ④酸碱中和 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池,此电池的负极是 ,负极的电极反应式是 。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25 g,铜表面析出了氢气 L(标准状况),导线中通过 ml电子。
(4)某化学反应,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,若E1>E2,则该反应为 热反应,该反应过程可以看成 。
中和反应都是 热反应,其实质是 。
答案(1)②③④⑤⑥ ① (2)铜 Cu-2e-Cu2+
(3)1.12 0.1
(4)放 储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的H+与碱电离出的OH-结合生成弱电解质水:H++OH-H2O
19.(12分)(1)在2 L的密闭容器中放入4 ml N2O5,发生如下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5 min时,测得N2O5转化了20%,则v(NO2)为 ;5 min时,N2O5在混合气体中的体积分数是 。
(2)某温度时,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为 。
②若X、Y、Z均为气体,2 min时反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为 。
③若X、Y、Z均为气体,则达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 (填“增大”“减小”或“相等”)。
解析(1)由三段式可知转化的N2O5(g)、NO2(g)、O2(g)的浓度分别为0.4 ml·L-1、0.8 ml·L-1、0.2 ml·L-1,5 min时N2O5(g)、NO2(g)、O2(g)的浓度分别为1.6 ml·L-1、0.8 ml·L-1、0.2 ml·L-1,故v(NO2)=0.8ml·L-15min=0.16 ml·L-1·min-1,5 min时,N2O5在混合气体中的体积分数为1.61.6+0.8+0.2×100%≈61.5%。(2)①物质的量的变化量之比等于化学计量数之比(1-0.7)∶(1-0.9)∶(0.2-0)=3∶1∶2,2 min后各物质的物质的量不再变化,此反应为可逆反应,故反应的化学方程式为3X+Y2Z。②压强之比等于气体物质的量之比,则(0.9+0.7+0.2)∶(1.0+1.0)=9∶10。③达平衡时,容器内气体的物质的量减小,但气体总质量不变,故混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大。
答案(1)0.16 ml·L-1·min-1 61.5%
(2)①3X+Y2Z ②9∶10 ③增大
20.(15分)(1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:
①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为 ,当电路中有0.2 ml电子通过时,负极的质量减少 g。
②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由,若能,请指出正、负极: 。
(2)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
①锌片上发生的电极反应为 ;
②银片上发生的电极反应为 。
③若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
a.产生氢气的体积(标准状况);b.通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023 ml-1,电子电荷为1.60×10-19 C)
解析(1)①a为Al,b为Cu,溶液为稀硫酸时,电池总反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑,当转移0.2 ml电子时,负极反应的Al的质量为m(Al)=0.2 ml×13×27 g·ml-1=1.8 g;②当a为Al,b为Mg,溶液为NaOH溶液时,电池总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑,负极为Al,正极为Mg。(2)①在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,锌片作负极,其电极反应为Zn-2e-Zn2+;②银片作正极,其电极反应为2H++2e-H2↑。电池总反应式为Zn+2H+Zn2++H2↑。③根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。a.锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+Zn2++H2↑
65 g22.4 L
60 g-47 g=13 gx
x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L。
b.反应消耗的锌为13 g÷65 g· ml-1=0.20 ml
1 ml Zn变为Zn2+时,转移2 ml e-,则通过的电量为0.20 ml×2×6.02×1023 ml-1×1.6×10-19 C≈3.9×104 C。
答案(1)①2H++2e-H2↑ 1.8
②能 正极为镁;负极为铝
(2)①Zn-2e-Zn2+ ②2H++2e-H2↑
③ L b.3.9×104 C选项
金属(粉末状)
及其物质
的量/ml
酸的浓度及体积
反应
温度/℃
A
Mg 0.1
6 ml·L-1硝酸 10 mL
60
B
Mg 0.1
3 ml·L-1盐酸 10 mL
60
C
Fe 0.1
3 ml·L-1盐酸 10 mL
60
D
Mg 0.1
3 ml·L-1硫酸 10 mL
60