高中化学新教材同步必修第二册 第6章 本章知识体系构建与核心素养提升 试卷

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本章知识体系构建与核心素养提升一、化学反应与能量1.化学能与热能2.化学能转化为电能的装置——原电池二、化学反应速率和限度(化学平衡)一、化学键与化学反应中的能量变化化学反应中能量变化的计算：(1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。(2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。  例1　在1×105Pa和298 K时，将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ·mol－1)。下面是一些共价键的键能(已知N2分子中有一个N≡N键，氨分子中有三个等价的N—H键)：共价键H—HN≡NN—H键能/kJ·mol－1436945391 (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)在298 K时，取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上(假设完全反应生成2 mol NH3)放出或吸收的热量为Q1，则Q1的数值为________ kJ。(3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是________(填字母)。A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1＝Q2你作出此选择的原因是__________________________________________________________。答案　(1)放热　(2)93(3)A　该反应为可逆反应，在密闭容器中反应达到平衡时，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于93 kJ解析　(1)化学反应的实质就是反应物中化学键断裂、生成物中化学键形成的过程，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应中断裂化学键共吸收的能量为945 kJ＋3×436 kJ＝2 253 kJ，形成化学键共放出的能量为2×3×391 kJ＝2 346 kJ，所以该反应为放热反应。(2)理论上放出的热量为2 346 kJ－2 253 kJ＝93 kJ。(3)由于该反应为可逆反应，反应达平衡时1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于93 kJ。二、原电池的工作原理 负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流向电子流出极电子流入极离子移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极反应类型氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极电极反应式还原剂－ne－===氧化产物氧化剂＋ne－===还原产物例2　Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)A.负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B.正极反应式为Ag＋＋e－===AgC.电池放电时Cl－由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑答案　B解析　根据题意，Mg|海水|AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。三、化学反应速率和反应限度的图像分析化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。(1)“一看”——看图像①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。(2)“二想”——想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。(3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。例3　(2019·哈尔滨高一期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。(1)t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正______v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。(2)4 min内，CO2的转化率为________；CO的平均反应速率v(CO)＝______________。(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是__________(填序号，下同)。①降低温度②减少铁粉的质量③保持压强不变，充入He使容器的体积增大④保持容积不变，充入He使体系压强增大(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是______。①v(CO2)＝v(CO)②单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO③容器中气体压强不随时间变化而变化④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化答案　(1)＞　(2)71.4%　0.125 mol·L－1·min－1　(3)①③　(4)②④解析　(1)因为t1时化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v正＞v逆。(2)根据图像分析4 min内CO2的变化量为0.7 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，转化率为×100%≈71.4%；CO在4 min内的变化量为0.5 mol·L－1，则4 min内的平均反应速率为v(CO)＝＝0.125 mol·L－1·min－1。(3)降低温度，化学反应速率降低，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大，相当于减小反应物和生成物的浓度，化学反应速率减慢，故③正确；保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的浓度，所以化学反应速率不变，故④错误。(4)当v正(CO2)＝v逆(CO)时，说明化学反应达到平衡状态，而v(CO2)＝v(CO)不代表正、逆反应速率的关系，不能由此确定化学反应是否达到平衡，故①错误；单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO说明化学反应的正、逆反应速率相等，故②正确；由反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)知，该反应是反应前后气体体积相等的反应，压强始终不变，故③错误；因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应气体的物质的量不变，质量变化，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。