2020-2021学年度高一化学2苏教版专题6化学反应与能量变化检测

专题 6 化学反应与能量变化检测 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 2 分，共 24 分，每小题只有一个选项符合题意) 1．绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源，下列属于绿色能源的是( ) ①太阳能 ②风能 ③潮汐能 ④煤 ⑤天然气 ⑥石油 A．①②③ B．③④ C．④⑥ D．①②⑤ 2．混合动力汽车配有电动、汽油双引擎。在减速时，自动捕捉减少的动能；在高速行驶时， 启用双引擎，动力更强劲。下列有关混合动力汽车的说法不正确的是( ) A．减速制动时动能转化为电能储存在电池中 B．高速行驶时电池电能转化为汽车部分动力 C．通过发电机电动机互变循环减少汽车油耗 D．双动力汽车工作时不会产生废气污染环境 3．下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是( ) A．已知工业合成氨的正反应方向放热，所以升温正反应速率减小，逆反应速率增大 B．实验室用 H2O2 分解制备 O2，加入 MnO2 后，反应速率明显加快 C．2SO2＋O2 2SO3 反应中，SO2 的转化率不能达到 100% D．实验室用碳酸钙和盐酸反应制取 CO2，相同质量的粉末状碳酸钙比块状反应要快 4.把在空气中久置的铝片 5.0 g 投入盛有 50 mL 0.1 mol·L－1 盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应， 产生氢气的速率 v(H2)与反应时间 t 的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，下列推论错误的 是( ) A．O→a 不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和稀盐酸 B．b→c 段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高 C．t＝c 时，反应处于平衡状态 D．t＞c 时，产生氢气的速率降低的主要原因是溶液中 H＋浓度下降 5．根据如图所示示意图，下列说法不正确的是( ) A．反应 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a) kJ·mol－1 B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量 C．1 mol C(s)和 1 mol H2O(l)反应生成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)吸收的热量为 131.3 kJ D．1 mol C(s)、2 mol H、1 mol O 转变成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)放出的热量为 a kJ 6． X(g)＋3Y(g) 2Z(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1，将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中进行反应，10 min 时测得 Y 的物质的量为 2.4 mol。下列 说法正确的是( ) A．10 min 内，X 的平均反应速率为 0.01 mol·L－1·min－1 B．第 10 min 时，X 的反应速率为 0.01 mol·L－1·min－1 C．10 min 内，消耗 0.1 mol X，生成 0.4 mol Z D．10 min 内，X 和 Y 反应放出的热量为 92 kJ 7．下列说法正确是( ) ①增加水的量或升高温度，可以加快镁跟水的反应速率； ②增加硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率； ③对于反应 CaCO3(s) CaO(s)＋CO2(g)，增加 CaCO3 的量，可以加快正反应速率，而增加 CaO 或 CO2 的浓度，则可以加快逆反应速率； ④对反应 3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，在密闭容器中进行(固定体积)，充入氦气，压强增大， 则化学反应速率加快； ⑤对于反应 3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，使用催化剂，正逆反应速率同等程度加快。 A．①② B．①②③ C．①②③④ D．⑤ 8．下列图示与对应的叙述不相符的是( ) A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化 B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 C．图丙表示除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中，反应速率 v 随时间 t 的变化曲线 D．图丁表示某温度下 V1 mL 1.0 mol·L－1 盐酸和 V2 mL 1.5 mol·L－1 的 NaOH 溶液混合均匀后 溶液温度随 V1 的变化趋势(V1 mL＋V2 mL＝50 mL) 9．一定温度下，向 10 mL 0.40 mol·L－1 的 H2O2 溶液中加入少量 FeCl3 溶液(忽略整个过程中 溶液体积的变化)，不同时刻测得生成 O2 的体积(已折算为标准状况下)如表所示： t/min 0 2 4 6 V(O2)/mL 0 9.9 17.5 22.4 资料显示，反应分两步进行：①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑；②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ ===2H2O＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．Fe2＋的作用是增大过氧化氢的分解速率 B．反应①②均是放热反应 C．反应 2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)是吸热反应 D．0～6 min 内的平均反应速率 v(H2O2)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1 10．一定温度下，可逆反应 A(g)＋2B(g) 2C(g)，达到平衡状态的标志是( ) A．A 的分解速率和 C 的生成速率之比为 1∶2 B．单位时间内生成 n mol A 的同时生成 2n mol B C．A、B 的物质的量之比为 1∶2 D．A、B、C 的浓度不再发生变化 11．某实验探究小组研究 320 K 时 N2O5 的分解反应：2N2O5 4NO2＋O2。如图是该小组根 据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( ) t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060 A.曲线Ⅰ是 N2O5 的浓度变化曲线 B．曲线Ⅱ是 O2 的浓度变化曲线 C．N2O5 的浓度越大，反应速率越快 D．O2 的浓度越大，反应速率越快 12．某固体酸燃料电池以 NaHSO4 固体为电解质传递 H＋，其基本结构如图，电池总反应可表 示为 2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( ) A．电子通过外电路从 b 极流向 a 极 B．每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2 C．b 极上的电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．H＋由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极 二、不定项选择题(本题包括 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。每小题只有一个或两个选项符 合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得 0 分；若正确答案包括两个选项， 只选一个且正确的得 2 分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得 0 分) 13．氢氧燃料电池常用于航天飞船，由电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水， 其电极反应如下： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 当得到 1.8 kg 饮用水时，电池内转移电子的物质的量为( ) A．1.8 mol B．3.6 mol C．100 mol D．200 mol 14．汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为 PbO2(s)＋Pb(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是( ) A．PbO2 是电池的负极 B．负极的电极反应式为 Pb＋SO2－ 4 －2e－===PbSO4 C．铅蓄电池放电时，每转移 2 mol 电子消耗 1 mol H2SO4 D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移 1 mol 电子时正极质量增加 32 g 15．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( ) A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B．氢氧燃料电池的负极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗 11.2 L H2，转移电子的数目为 6.02×1023 D．反应 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的热量变化可以通过反应中形成新共价键的键能之和与反 应中断裂旧共价键的键能之差来计算 16．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷(C4H10)气体；电解质是掺杂氧化钇 (Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导 O2－。下列对该燃料电池的说法正确的是 ( ) A．在熔融电解质中，O2－移向负极 B．当负极消耗 4.48 L 气体时，转移电子 5.2 mol C．电子的流向：由负极经外电路流向正极，再通过内电路流回负极 D．通入丁烷的一极是负极，电极反应式为 C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O 17.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明 了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为 2Cu＋ Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是( ) A．2 mol Cu 与 1 mol Ag2O 的总能量低于 1 mol Cu2O 与 2 mol Ag 具有的总能量 B．Ag2O/Ag 电极为正极 C．原理示意图中，电流从 Cu 流向 Ag2O D．电池工作时，OH－向负极移动 18．科学家最新研究表明，一种糖生物电池可以完全将糖中的化学能转变为电能，它使用酶 代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是( ) A．该电池不宜在高温下工作 B．放电过程中，电池内阳离子向负极迁移 C．若该电池为酸性介质，则正极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．若该电池为碱性介质，且以葡萄糖为原料，则电池总反应为 C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 三、非选择题(本题包括 4 小题，共 52 分) 19．(8 分)试回答下列各题： (1)如图 1 所示是 NO2 和 CO 反应生成 CO2 和 NO 过程中能量变化示意图，请写出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式：__________________________________________________。 (2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。 ①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·mol－1。 请填空： 共价键 H—H Cl—Cl H—Cl 键能/kJ·mol－1 436 247 ②图 2 中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定 a、 b、c、d 分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方 程式：_____________________________________。 20．(14 分) 化学反应速率和化学反应限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在 400 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉， 用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL (标准状况) 100 240 464 576 620 ①哪一时间段反应速率最大________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～ 5”)，原因是______________________________________________________________。 ②求 3～4 min 时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应的反应速率________________(设溶 液体积不变)。 (2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的 下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是________(填字母)。 A．蒸馏水 B．KCl 溶液 C．KNO3 溶液 D．CuSO4 溶液 (3)某温度下在 4 L 密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 ①该反应的化学方程式是________________________________________。 ②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。 A．Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y 的反应速率比为 3∶1 C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变 E．生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z ③2 min 内 Y 的转化率为________。 21．(14 分)(1)通过 NO 传感器可监测汽车尾气中 NO 的含量，其工作原理如图所示。已知： O2－可在固体电解质中自由移动。 ①NiO 电极上发生的是____________(填“氧化”或“还原”)反应。 ②外电路中，电子是从____________(填“NiO”或“Pt”)电极流出。 ③Pt 电极上的电极反应式为_________________________________________。 (2)一种新型催化剂能使 NO 和 CO 发生反应：2NO＋2CO 2CO2＋N2。已知增大催化剂的 比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律， 某同学设计了三组实验，如表所示。 实验编号 t/℃ NO 初始浓度 /mol·L－1 CO 初始浓度 /mol·L－1 催化剂的比表面积 /m2·g－1 Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82 Ⅱ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 124 Ⅲ 350 a 5.80×10－3 82 ①表中 a＝________。 ②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。 ③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO 的物质的量浓度 c(NO)随时间 t 的变化曲线如图所示，其中表示实 验Ⅱ的是曲线______________(填“甲”或“乙”)。 (3)在容积固定的绝热容器中发生反应 2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应 已达到平衡状态的是______(填字母)。 A．容器内温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变 C．2v 逆(NO)＝v 正(N2) D．容器内混合气体的密度保持不变 22．(16 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。请回答下列问题。 (1)工业合成氨反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压， 并且需要合适的催化剂。已知 1 mol N2(g)完全反应生成 NH3(g)可放出 92 kJ 热量。如果将 10 mol N2(g)和足量 H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等 于”)920 kJ。 (2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为 2 L 的密闭容器内，反应经过 10 min 后，生成 10 mol NH3。 ①用 N2 表示的化学反应速率为____________________________________________。 ②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填字母)。 a．N2 的转化率达到最大值 b．N2、H2 和 NH3 的体积分数之比为 1∶3∶2 c．体系内气体的密度保持不变 d．体系内物质的平均相对分子质量保持不变 (3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反 应原理判断，②中的温度________(填“升高”或“降低”)。反应过程______(填“①”或 “②”)的能量变化可用图乙表示。 (4)用 CH4 和 O2 组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙： ①则电极 d 是________(填“正极”或“负极”)，电极 c 的电极反应式为________________。 ②若线路中转移 2 mol 电子，则该燃料电池理论上消耗的 O2 在标准状况下的体积为 ________L。 参考答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A D A C C A D A D 10 11 12 13 14 15 16 17 18 D C D D BD D AD BD A 19. (1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)①434 ②H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1 20. (1)①2～3 该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快 ②0.025 mol·L－1·min－1 (2)CD (3)①3X(g)＋Y(g) 2Z(g) ②AC ③10% 21. (1)①氧化 ②NiO ③O2＋4e－===2O2－ (2)①1.20×10－3 ②Ⅰ和Ⅲ ③乙 (3)CD 22. (1)小于 (2)①0.25 mol·L － 1·min － 1 ②ad (3)降低 ① (4)①正极 CH4 －8e － ＋ 2H2O===CO2＋8H＋ ②11.2