高考化学人教版必修2第二章化学反应与能量专题复习

2021 年高考化学人教版必修 2 第二章化学反应与能量专题复习 一、选择题 1．下列说法正确的是( ) A．键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂 B．键能越大，构成的物质能量越高，分子越稳定 C．破坏化学键时吸收能量，而形成化学键时放出能量 D．键能键长只能定性地分析化学键的强弱 2．如图所示 N2(g)和 O2(g)反应生成 NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是 A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B．2 mol 气态氧原子结合生成 O2(g)时，能放出 498 kJ 能量 C．断裂 1 mol NO 分子中的化学键，需要吸收 632 kJ 能量 D．1 mol N2 和 1 mol O2 的反应热ΔH＝－180 kJ·mol－1 3．根据如图关系(图中计量单位为 mol)计算 2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH 为( ) A．(a＋b－c－d)kJ·mol－1 B．(c＋a－d－b)kJ·mol－1 C．(c＋d－a－b)kJ·mol－1 D．(c＋d－a－b)kJ·mol－1 4．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ） A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧 C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水 5．下列关于反应热的说法正确的是（ ） A．当ΔH 为“-”时，表示该反应为吸热反应 B．已知 C(s)+ 1 2 O2(g)=CO(g)的反应热为 110.5kJ/mol，说明碳的燃烧热为 110.5kJ/mol C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终点状态有关，而与反应的途径无关 6．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法正确的是 A．该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能 B．该合成氨过程不属于氮的固定 C．空气、水、太阳能均为可再生资源 D．断裂 N2 中的 N≡N 键会释放出能量 7．X、Y、Z、M 代表四种金属元素。金属 X 和 Z 用导线连接放入稀硫酸中时，X 溶解、Z 极上有氢气放 出；若电解 Y2+和 Z2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知 M、Y 相连时电子由 Y 到 M。则这四种金属的 活动性由强到弱的顺序为( ) A．X＞Z＞Y＞M B．X＞Y＞Z＞M C．M＞Z＞X＞Y D．X＞Z＞M＞Y 8．我国某科研机构研究表明，利用 K2Cr2O7 可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。下列说 法错误的是（ ） A．该电池不可以在高温下使用 B．Na+通过阳离子交换膜移向 M 电极，Cl-通过阴离子交换膜移向 N 电极 C．一段时间后，中间室中 NaCl 溶液的浓度减小 D．M 的电极反应式为 C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+ 9．乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为 2 2 2 3 2PdCl CuCl2CH CH O 2CH CHO   。现有人将该反应 设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是 ( ) A．该电池可实现化学能与电能之间的相互转化 B．电子移动方向：电极 a  磷酸溶液 电极 b C．放电时，电路中每转移 1mol 电子，溶液中就有 1molH+向负极迁移 D．电池负极反应式： 2 2 2 3CH CH 2e H O CH CHO 2H      10．如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 11．一种烷烃催化转化装置如图所示，下列说法正确的是( ) A．该装置将电能转化为化学能 B．H+向左侧迁移 C．负极的电极反应式为 C2H6-2e-=C2H4+2H+ D．每消耗 0.1mol C2H6，需要消耗标准状况下的空气 2.8L(设空气中氧气的体积分数为 20%) 12．一种处理 SO2 的电化学装置如图所示(已知电极 a、b 均为石墨烯电极，阳膜只允许 H+通过)。下列说法 错误的是 A．a 是该电池的负极 B．b 电极反应式：O2+4e－+4H+=2H2O C．一段时间后，阳膜左侧硫酸溶液的浓度减小 D．反应过程中，氢离子从阳膜左侧向右侧移动 13．普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜 帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是 用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为 Zn＋2NH 4  ＋ 2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是( ) A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．电池负极反应式为 2MnO2＋2NH 4  ＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2 O C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 D．外电路中每通过 0.1 mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5 g 14．关于铅蓄电池的说法正确的是（ ） A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s) B．在放电时，该电池的负极材料是铅板 C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)＋2e-=Pb(s)＋SO42- (aq) 15．第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推 动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态，其电路工作原理如图所示。下列说法中正 确的是 A．放电时甲为负极，充电时为阳极 B．放电时负极的电极反应式为：MHn－ne－=M+nH+ C．电池充电时，OH－由甲侧向乙侧移动 D．汽车下坡时发生图中实线所示的过程 16．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b 均为惰 性电极。下列叙述不正确的是( )。 A．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 B．a 极是负极，该电极上发生氧化反应 C．总反应方程式为 2H2＋O2=2H2O D．b 极反应是 O2＋4OH－－4e－=2H2O 17．某温度下，体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应：2X（g）+Y（s） 3Z（g） ΔH= QkJ/mol， 下列说法正确的是 A．消耗 2mol X 同时生成 3mol Z，说明达到了平衡状态 B．加入少量的 Y 正反应速率加快 C．气体的密度不变时，说明达到了平衡状态 D．加入少量的 X，Q 变大 18．一定条件下的某可逆反应，其正反应速率 v(正)和逆反应速率 v(逆)随反应时间 t 的变化如图所示。下列 判断不正确的是( ) A．t1 时刻，v(正)>v(逆) B．t2 时刻，v(正)＝v(逆) C．t2 时刻，反应达到最大限度 D．t3 时刻，反应停止 19．一定温度下,在 2L 的密闭容器中发生反应:xA(g) +B(g) 2C(g) △Hv（逆），反应正向进行，正确； B.t2 时刻， v（正）=v（逆），反应处于平衡状态，正确； C.t2 时刻，反应处于平衡状态，产生该反应达到最大限度，正确； D.t3 时刻，反应处于平衡状态，此时反应仍然在进行，只是任何物质的浓度都保持不变，不 是反应停止，错误。 19．C 【详解】 A、由图象可知，在 2 分钟内，A、C 物质的量的变化相等，说明 A、C 的化学计量系数相 等，故 x=2，所以 A 错误； B、化学平衡状态时各组分的物质的量保持不变，所以反应进行到 2 分钟时，达到平衡状态， 故 B 错误； C、根据反应速率之比等于化学计量系数之比，2min 后，A 的正反应速率一定等于 C 的逆 反应速率，故 C 正确； D、容器中 A 与 B 的物质的量之比取决于起始时加入 A、B 的量，所以平衡时 A 与 B 的物 质的量之比不一定等于化学计量系数，所以 D 错误。本题正确答案为 C。 20．+3 溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3- Fe3++3C2O42-，加入硫酸后，H+与 C2O42-结合 生成 H2C2O4，使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇 KSCN 溶液变红 取少量实验 1 中的翠 绿色溶液，滴加 K3Fe(CN)6 溶液，不出现蓝色沉淀 Fe3+与 C2O42-生成稳定的[Fe(C2O4)]3-， 浓度降低，Fe3+的氧化性和 C2O42-的还原性减弱 2；4；2 ；3C2O42- ； 2CO2 Ⅱ中产 生大量红褐色沉淀或Ⅲ中得到翠绿色溶液 不能说明。有+4 价碳的化合物生成，才能说 明 C2O42-被氧化，以上现象无法判断是否生成了+4 价碳的化合物，因此不能说明 C2O42-没有 被氧化 电流计的指针偏转，电池工作一段时间后， 取少量左侧烧杯中的溶液，滴加 K3Fe(CN)6 溶液，出现蓝色沉淀 【分析】 （1）由化合价代数和为零计算可得； （2）三草酸合铁酸钾溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明溶液中 Fe3+浓度小，加入 硫酸溶液变红，说明平衡正向移动，溶液中 c(Fe3+)增大； （3）若实验 1 中发生氧化还原反应，由草酸根的还原性强于 Fe2+可知，C2O42-会将 Fe3+还原 为 Fe2+；Fe3+与 C2O42-生成稳定的[Fe(C2O4)]3-，使溶液中 Fe3+和 C2O42-的浓度降低，导致 Fe3+ 的氧化性和 C2O42-的还原性减弱，不能发生氧化还原反应； （4）由翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生说明反应有 FeC2O4·2H2O 黄 色沉淀、C2O42-和 CO2 生成； （5）由 I 可知 C2O42-能与 Fe2+反应生成 FeC2O4·2H2O 黄色沉淀，由Ⅱ可知过量的双氧水能 将 FeC2O4·2H2O 氧化，生成红褐色氢氧化铁沉淀，由Ⅲ可知，加入硫酸，硫酸溶解氢氧化 铁沉淀，溶解生成 Fe3+和 C2O42-反应生成 K3 Fe(C2O4)3 翠绿色溶液； （6）若 C2O42−被氧化，应有+4 价碳的化合物生成，由题给现象无法确认是否有+4 价碳的 化合物生成； （7）比较 Fe2+和 C2O42−的还原性强弱应避免 Fe3+与 C2O42-接触反应生成稳定的[Fe(C2O4)]3- 干扰实验，因此可以用 FeCl3 溶液和 K2C2O4 溶液构成带盐桥的原电池判断； 【详解】 （1）由化合价代数和为零可知，C2O42−中碳元素的化合价是+3 价，故答案为：+3； （2）三草酸合铁酸钾溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明溶液中 Fe3+浓度小，由题 意可知，[Fe(C2O4)3]3-在溶液中存在如下平衡：[Fe(C2O4)3]3- Fe3++3C2O42-，加入硫酸， 硫酸与 C2O42-反应生成弱酸草酸，使溶液中 C2O42-浓度减小，使平衡正向移动，溶液中 c(Fe3+) 增大，遇 KSCN 溶液变红，故答案为：溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3- Fe3++3C2O42-， 加入硫酸后，H+与 C2O42-结合生成 H2C2O4，使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇 KSCN 溶液 变红； （3）若实验 1 中发生氧化还原反应，由草酸根的还原性强于 Fe2+可知，C2O42-会将 Fe3+还原 为 Fe2+, K3Fe(CN)6 溶液能与 Fe2+反应生成蓝色沉淀，常用于检验 Fe2+；由于 Fe3+与 C2O42-生 成稳定的[Fe(C2O4)]3-，使溶液 Fe3+和 C2O42-的浓度降低，导致 Fe3+的氧化性和 C2O42-的还原 性减弱，不能发生氧化还原反应，故答案为：取少量实验 1 中的翠绿色溶液，滴加 K3Fe(CN)6 溶液，不出现蓝色沉淀；Fe3+与 C2O42-生成稳定的[Fe(C2O4)]3-，浓度降低，Fe3+的氧化性和 C2O42-的还原性减弱； （4）由翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生说明反应有 FeC2O4·2H2O 黄 色沉淀、C2O42-和 CO2 生成，反应的化学方程式为 2[Fe(C2O4)3]3−+4H2O 2FeC2O4•2H2O↓+3C2O42-+2CO2↑，故答案为：2；4；2 ；3C2O42-；2CO2； （5）由 I 可知 C2O42-能与 Fe2+反应生成 FeC2O4·2H2O 黄色沉淀，由Ⅱ可知过量的双氧水能 将 FeC2O4·2H2O 氧化，生成红褐色氢氧化铁沉淀，由Ⅲ可知，加入硫酸，硫酸溶解氢氧化 铁沉淀，溶解生成 Fe3+和 C2O42-反应生成 K3 Fe(C2O4)3 翠绿色溶液。红褐色氢氧化铁沉淀和 K3 Fe(C2O4)3 翠绿色溶液生成，说明 Fe2+被氧化，故答案为：Ⅱ中产生大量红褐色沉淀或Ⅲ 中得到翠绿色溶液； （6）若 C2O42−被氧化，应有+4 价碳的化合物生成，由题给现象无法确认是否有+4 价碳的 化合物生成，因此不能说明 C2O42-没有被氧化，故答案为：不能说明，有+4 价碳的化合物 生成，才能说明 C2O42-被氧化，以上现象无法判断是否生成了+4 价碳的化合物，因此不能 说明 C2O42-没有被氧化； （7）比较 Fe2+和 C2O42−的还原性强弱应避免 Fe3+与 C2O42-接触反应生成稳定的[Fe(C2O4)]3- 干扰实验，因此可以用 FeCl3 溶液和 K2C2O4 溶液构成带盐桥的原电池判断，若草酸根的还 原性强于 Fe2+，负极上 C2O42−会失电子发生氧化反应，正极上 Fe3+得电子发生还原反应 Fe2+， 若在正极附近能检验出 Fe2+，即可比较 Fe2+和 C2O42−的还原性强弱，故答案为： ；电流计的指针偏转，电池工作一段时间后，取少量左 侧烧杯中的溶液，滴加 K3Fe(CN)6 溶液，出现蓝色沉淀。 【点睛】 Fe3+与 C2O42-生成稳定的[Fe(C2O4)]3-干扰 Fe2+和 C2O42−的还原性强弱比较，若要比较 Fe2+和 C2O42−的还原性强弱应避免 Fe3+与 C2O42-接触反应生成稳定的[Fe(C2O4)]3-是实验解答关键， 也是设计实验的难点。 21． 相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同 稀硝酸浓度） 相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间） 松开 K1 弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止 实验 编号 稀硝酸的浓度 /(mol/L) 稀硝酸的体积 /mL 温度 /℃ 时间 /min 收集气体 的体积/mL ① a V 25 t1 V1 ② b V 25 t1(或 t2) V2(或 V1) ③ a(或 b) V 50 t2(或 t1) V1(或 V2) (只要组合体现唯一变量、时间同则气体体积不同；时间不同则气体体积相同，均给分) 【解析】 【详解】 （1）①因铜失去电子，HNO3 得到电子，铜作还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原 为 NO，化学方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；电子转移方向和数目用 单线桥表示为 ； ②从所给的药品和仪器可知，本实验可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影 响，而要探究一个影响因素，则必须保持其他影响因素一致，故若探究硝酸浓度对反应速率 的影响，则温度相同，反之，若温度不同，则硝酸浓度相同；测定反应速率的快慢，可以通 过测定相同时间内产生气体体积或产生相同体积的气体所需的时间来进行，故答案为：相同 稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）；相同时间内产生气体体积（或产 生相同体积的气体所需的时间）； ③根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而 D 为反应的发生装置，生成的气体通过软 管进入量气管，将其中的水排出，即量气管起排水量气的作用，排出的水进入贮水管，而贮 水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应 D 接 C 接 B 接 A，故图为： ； ④由于量气管起到收集 NO 的作用，故要将锥形瓶到量气管间的空气排干净，从 K2 处的橡 胶管向装置中通入 CO2，松开 K1 弹簧夹，在 K1 处接盛有澄清石灰水的烧杯，直到石灰水变 浑浊时为止，故答案为：松开 K1 弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止； （2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因 素一致，故若②的稀硝酸的浓度为 b，则应保持温度与①的相同即 25℃，而由于稀硝酸的浓 度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为 t1， 则收集到的气体体积应为 V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气 体体积也为 V1，但所需时间为 t2；既然①②对比试验探究的是浓度的不同对反应速率的影 响，则①③探究的是温度的不同对反应速率的影响，故③中温度应为 50℃，则稀硝酸的浓 度应为 a，而由于温度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积 要不同，即时间为 t1，则收集到的气体体积应为 V2；或收集相同体积的气体时，所需的时 间不同，即收集到的气体体积也为 V1，但所需时间为 t2，故答案为： 实验 编号 稀硝酸的浓度 /(mol/L) 稀硝酸的体积 /mL 温度 /℃ 时间 /min 收集气体 的体积/mL ① a V 25 t1 V1 ② b V 25 t1(或 t2) V2(或 V1) ③ a(或 b) V 50 t2(或 t1) V1(或 V2) 。 22．SO2、O2 0.88 mol·L－1·s－1 5.0 mol·L－1 【分析】 本题考查有关浓度计算问题。分析时注意只有气体或者溶液才有浓度的变化,固体或者纯液 体的浓度是定值，根据化学反应速率之比等化学计量数之比进行计算即可。 【详解】 (1)只有气体或者溶液才有浓度的变化,固体或者纯液体的浓度是定值,故应选用 O2 或 SO2 来表示该反应的化学反应速率,因此，本题正确答案是: SO2 或 O2。 (2)因为化学反应方程式中物质反应速率之比就等于化学反应计量数之比，所以方程式 4FeS2 ＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，所以氧气减少的速率为 0.64 mol•L－1•s－1  11/8=0.88 mol•L－1•s－1 因此，本题正确答案是:0.88 mol•L－1•s－1 。 (3)4 s 后 O2 的浓度为 2.8 mol•L－1，此时间内 SO2 的速率为 0.4 mol•L－1•s－1，则用 O2 表示 的速率为 0.4 mol•L－1•s－11 11/8=0.55 mol•L－1•s－11，氧气的变化浓度为 0.55 mol•L－1•s－ 11 4s=2.2 mol•L－1，开始时氧气的浓度为 2.8 mol•L－1+2.2 mol•L－1= 5.0 mol·L－1。因此，本 题正确答案是:5.0 mol·L－1。