2017_2018版高中化学专题2化学反应与能量转化专题检测苏教版必修2

1专题 2 化学反应与能量转化专题检测一、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如图所示，下列有关反应的叙述错误的是( )A开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大C反应到达 t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止D反应在 t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态答案 C解析 可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，并不等于零。2反应 C(s)H 2O(g)CO(g)H 2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )增加 C的量 将容器的体积缩小一半 保持体积不变，充入 N2使体系压强增大 保持压强不变，充入 N2使容器体积变大A B C D答案 C2解析 增大固体的量、恒容时充入不参与反应的气体对反应速率无影响。3如图所示为 800 时 A、B、C 三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是( )A发生的反应可表示为 2A(g)2B(g)C(g)B前 2 min A的分解速率为 0.1 molL1 min1C开始时，正、逆反应同时开始D2 min 时，A、B、C 的浓度之比为 231答案 C解析 根据图像，反应过程中 A的浓度减小，B、C 浓度增大，因此 A为反应物，B、C 为生成物，根据浓度的变化量可以确定反应为 2A(g)2B(g)C(g)，A 正确；前 2 min， v(A) 0.1 molL1 min1 ，B 正确；开始时加入的物质为0.4 molL 1 0.2 molL 12 minA和 B，没有 C，C 错 误 ； 根 据 图 像 ， 2 min时 ， A、 B、 C的 浓 度 分 别 为 0.2 molL 1、 0.3 molL 1、 0.1 molL 1, D正确。4下列设备工作时，将化学能转化为热能的是( )A B C D硅太阳能电池 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶答案 D解析 硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，A 不符合；锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，B 不符合；太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置，C 不符合；燃气灶是将化学能转化为热能的装置，D 符合。5已知：A(g)2B(g) C(g)D(g) H a kJmol1 (aZYW BZWXYCZYXW DZXYW答案 D解析 由信息可得还原性 XY，由可得还原性 ZX，由可得还原性 YW，所以还原性ZXYW。7下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( )AH 2(g)Br 2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B2NO 2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变CCaCO 3(s) CO2(g)CaO(s)高 温 恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D3H 2(g)N 2(g)2NH3(g)反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31答案 D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)N 2(g)2NH3(g)，如果开始时加入的物质是物质的量之比为 n(H2) n(N2)31 的混合气体，或加入的是纯 NH3，则反应从开始到化学平衡状态，始终是 n(H2) n(N2)31，因此， n(H2)n(N2)31 的状态不一定是平衡状态。8一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为4CH3CH2OH4e H 2O=CH3COOH4H 。下列有关说法正确的是( )A检测时，电解质溶液中的 H 向负极移动B若有 0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为 CH3CH2OHO 2=CH3COOHH 2OD正极上发生的反应为 O24e 2H 2O=4OH答案 C解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要向正极移动，故 A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在 OH ，故正极的反应式为O24H 4e =2H2O，转移 4 mol电子时消耗 1 mol O2，则转移 0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故 B、D 错；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C正确。9在 4 L密闭容器中充入 6 mol A气体和 5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)B(g) 2C(g) xD(g)，达到平衡时，生成了 2 mol C，经测定，D 的浓度为 0.5 molL1 ，下列判断正确的是( )A x1BB 的转化率为 20%C平衡时 A的浓度为 1.50 molL1D达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的 85%答案 B解析 n(D)0.5 molL 1 4 L2 mol，所以 x2。3A(g)B(g) 2C(g)2D(g)起始/mol 6 5 0 0变化/mol 3 1 2 2平衡/mol 3 4 2 2B的 转 化 率 100% 20%， c(A)平 0.75 molL 1， n 平 (3 4 2 2) mol 11 1 m o l5 m o l 3 m o l4 Lmoln 始 6 mol5 mol11 mol，总的物质的量不变，压强不变。10某学生用下图所示装置进行化学反应 X2Y= =2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂 Y时，看到 U形管中液面甲处降、乙处升。关于该反应的下列叙述中正确的是( )5该反应为放热反应 该反应为吸热反应 生成物的总能量比反应物的总能量更高 反应物的总能量比生成物的总能量更高 该反应过程可以看成是“贮存”于 X、Y 内部的部分能量转化为热能而释放出来A B C D答案 B解析 X2Y= =2Z应为放热反应。11已知 HH、HO 和 O=O键的键能分别为 436 kJmol1 、463 kJmol1 、495 kJmol1 。下列热化学方程式正确的是( )AH 2O(g)=H2(g) O2(g)12 H 485 kJmol 1BH 2O(g)=H2(g) O2(g)12 H485 kJmol 1C2H 2(g) O 2(g)=2H2O(g) H485 kJmol 1D2H 2(g) O 2(g)=2H2O(g) H 485 kJmol 1答案 D解析 A 项，水分解是吸热反应， H0，故 A不正确； B项， H2463 kJmol1 436 kJmol 1 495 kJmol1 242.5 kJmol 1 ，故 B项不正确；C 项，12氢气燃烧放热， H0，故 C项不正确； D项， H2436 kJmol1 495 kJmol1 4463 kJmol 1 485 kJmol 1 ，故 D项正确。12. 在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu 接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法中不正确的是( )A中气体由无色变红棕色的化学方程式为 2NOO 2=2NO26B中的现象说明 Fe表面形成致密的氧化层，阻止 Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3D针对中现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断 Fe是否被氧化答案 C 解析 是铁与稀硝酸反应生成无色气体 NO，NO 被空气中的氧气氧化生成红棕色的 NO2气体，故 A正确；的现象是因为铁发生了钝化，Fe 表面形成致密的氧化层，阻止 Fe进一步反应，故 B正确；实验停止是因为发生了钝化，不能用来比较稀硝酸和浓硝酸氧化性的强弱，物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析，故 C错误；中Fe、Cu 都能与硝酸反应，二者接触，符合原电池构成条件，要想验证铁是否为负极，发生氧化反应，可以连接电流计，故 D正确。13电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是( )AO 2在电极 b上发生还原反应B溶液中 OH 向电极 a移动C反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 45D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH =N26H 2O答案 C解析 构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A 正确；溶液中阴离子OH 移 向 负 极 a极 ， B正 确 ； 1 mol NH3反 应 生 成 氮 气 转 移 3 mol电 子 ， 1 mol O2反 应 转 移 4 mol电子，根据电子转移守恒，消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 43，C 错误；负极的电极反应式为 2NH36e 6OH =N26H 2O，D 正确。14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。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2CuAg 2O=Cu2O2Ag。下列有关说法正确的是( )A2 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负极的电极反应式为 2Cu2OH 2e =Cu2OH 2OC测量原理示意图中，电流方向从 Cu流向 Ag2O7D电池工作时，OH 向正极移动答案 B解析 由题意知，该装置组成了原电池，反应过程中化学能转化为电能，反应物的总能量高于生成物的总能量，A 项错误；Cu 在反应中失电子，为原电池的负极，故电流方向为Ag2OCu，C 项错误；电池工作时，电池内部 OH 移向负极，D 项错误。15某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示装置，则下列对电源电极名称和消毒液主要成分的判断正确的是( )Aa 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaClBa 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaClCa 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaClDa 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl答案 B解析 电源 a极所连的电极旁有导气管，该导气管是用于导出 H2的，H 2在电解池的阴极生成，故 a极为负极。电解饱和食盐水生成 NaOH、Cl 2和 H2，NaOH 与 Cl2反应生成 NaClO和NaCl，NaClO 溶液有杀菌消毒作用。综上所述，B 项正确。二、非选择题(本题包括 5小题，共 55分)16(12 分).氢气是理想的绿色能源，科学家最近研制出利用太阳能产生的激光，在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H 2O 2H2O 2，= = = = =激 光 TiO2制得的氢气可用于氢氧燃料电池。试回答下列问题：(1)水分解时，实现了_能转化为_能的能量转化，二氧化钛作_。生成的氢气用于燃料电池时，实现了_能转化为_能的能量转化。水分解时，断裂的化学键为_(填具体化学键)。水分解的反应属于_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)某种氢氧燃料电池是用金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为H2O 2 2e =H2O(A极)，O 24e =2O2 (B极)。则 A极是电池的_极，电子从该极_(填“流入”或“流出”)。.水是生命之源，也是化学反应中的主角。请回答下列问题：(1)已知：2 mol H 2完全燃烧生成液态水时放出 572 kJ的热量。生成物的能量总和_(填“大于” “小于”或“等于”)反应物的能量总和。8若 2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量_(填“” “”或“”)572 kJ。每克氢气燃烧生成液态水时放出的热量为_。(2)氢气和氧气反应生成水，该反应为放热的氧化还原反应，可将其设计成燃料电池，构造如图所示，a、b 两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的总反应方程为_。a 电极的电极反应式是_。答案 .(1)光 化学 催化剂 化学 电 HO 键(或氢氧键) 吸热 (2)负 流出.(1)小于 143 kJ(2)2H 2O 2=2H2O H 22e 2OH =2H2O解析 .(1)激光使水分解时，光能转化为化学能；水分解时断裂的化学键是氢氧键；因为 H2在 O2中的燃烧反应是放热反应，所以水分解为 H2和 O2的反应是吸热反应。(2)在 A极上氢气发生氧化反应，A 极是电池的负极，电子从负极流出。.(1)氢气的燃烧反应是放热反应，反应物的能量总和比生成物高。液态水变成水蒸气时要吸热，故若 2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量小于 572 kJ。每克氢气燃烧生成液态水时放出的热量为 143 kJ。572 kJ4(2)该燃料电池中，氢气被氧化，通入氢气的一极是负极；氧气被还原，通入氧气的一极是正极。碱性条件下，在负极上 H2失电子变成 H ，H 和 OH 结合生成水。17(8 分)利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。(1)甲同学认为，所有的氧化还原反应都可以设计成原电池，你是否同意？_(填“是”或“否”)。若不同意，请你试举一例，写出相应的化学方程式：_。(2)乙同学依据氧化还原反应：2Ag Cu= =Cu2 2Ag 设计的原电池如图所示：9负极的材料是_，发生的电极反应为_；外电路中的电子是从_电极流向_电极。(写出电极材料的名称)当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了 5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是_。请指出该原电池装置的一个缺点：_。答案 (1)否 非自发进行的氧化还原反应均不可以设计成原电池，如 CCO 22CO不能设计成原电池= = = = =高 温 (2)铜 Cu2e =Cu2 铜 银 0.05 NA(或 3.011022) 能量利用率低，不能提供持续稳定的电流解析 (2)正极：Ag e = = Ag0.05 mol 0.05 mol转移电子数为 0.05NA。18(12 分)(1)在某一容积为 2 L的密闭容器中，其一反应中 A、B、C、D 四种气体的物质的量 n(mol)随时间 t(min)的变化曲线如图所示：回答下列问题：该反应的化学方程式为_。前 2 min用 A的浓度变化表示的化学反应速率为_。在 2 min时，图像发生改变的原因是_(填字母)。A增大压强B降低温度C加入催化剂D增加 A的物质的量10(2)在 100 时，将 0.01 mol的四氧化二氮气体充入 0.1 L的密闭容器中发生反应，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：时间/s浓度/molL 1 0 20 40 60 80 100c(N2O4)/molL1 0.100 0.070 0.050 c3 a bc(NO2)/molL1 0.000 0.060 c2 0.120 0.120 0.120试填空：该反应的化学方程式：_，达到平衡时四氧化二氮的转化率为_，表中 c2_c3； a_b。(填“” “”或“”)在 020 s内，四氧化二氮的平均反应速率为_，哪一时间段(指 020 s、2040 s、4060 s、6080 s、80100 s)反应速率最大？_，原因是_。答案 (1)4A5B 6C4D 0.1 molL 1 min1 AC(2)N 2O42NO2 60% 0.001 5 molL1 s1 020 s 开始时反应物的浓度最大解析 (1)达到平衡时 A、B、C、D 改变的物质的量分别为 0.8 mol、1.0 mol、1.2 mol、0.8 mol，且 A、B 的物质的量减少，为反应物；C、D 的物质的量增加，为生成物。故反应的化学方程式为 4A5B 6C4D。前 2 min时， v(A) 0.1 molL1 min1 。从图像看，23 min时图像的斜0.4 mol2 L2 min率变大，说明化学反应速率变快。增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率，而降低温度减小化学反应速率。增加 A的物质的量，虽能加快化学反应速率，但图像要产生突变。(2)反应方程式为 N2O42NO2，在时间为 60 s时， c(NO2)为 0.120 molL1 ，此后浓度不再发生改变，即时间为 60 s时，反应达到平衡。由 N2O42NO2计算得，在 40 s时，c2(0.10.050)molL 1 20.10 molL1 ， c3(0.1 0.120)molL1 0.040 12molL1 。因 60 s时反 应 达 到 平 衡 ， 则 a b； 四 氧 化 二 氮 的 转 化 率 为100% 60%， 在 0 20 s0.100 molL 1 c30.100 molL 111内，N 2O4的平均反应速率为 v(N2O4) 0.001 5 0.100 molL 1 0.07 molL 120 smolL1 s1 ，所给时间段中，反应开始时速率最大，因反应开始时反应物的浓度最大。19(10 分)CH 3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。(1)已知 CH3OH(g) O2(g)CO2(g)2H 2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是12_(填字母)。aCH 3OH转变成 H2的过程是一个吸收能量的过程bH 2的生成速率与 CH3OH的消耗速率之比为 12c化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化d1 mol HO 键断裂的同时 2 mol C=O键断裂，则反应达最大限度(2)某温度下，将 5 mol CH3OH和 2 mol O2充入 2 L的密闭容器中，经过 4 min反应达到平衡，测得 c(O2)0.2 molL1 ，4 min内平均反应速率 v(H2)_，则CH3OH的转化率为_。(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为 CH3OH8OH 6e =CO 6H 2O。则下列说23法正确的是_(填字母)。a电池放电时通入空气的电极为负极b电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱c电池放电时每消耗 6.4 g CH3OH转移 1.2 mol电子答案 (1)cd(2)0.8 molL1 min1 64%(3)bc解析 (1)由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则 CH3OH转变成 H2的过程是一个放出能量的过程，a 项错误；平均反应速率之比等于化学计量数之比，H 2的生成速率与 CH3OH的消耗速率之比为 21，b 项错误；化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化，c 项正确；1 mol HO键断裂的同时 2 mol C=O键断裂，说明 v 正 v 逆 ，反应达到平衡，即反应达最大限度，d 项正确。12(2)将 5 mol CH3OH和 2 mol O2充入 2 L的密闭容器中，经过 4 min反应达到平衡，测得c(O2)0.2 molL1 ，说明氧气反应掉 20.221.6 (mol)，根据浓度的变化量等于化学计量数之比，生成氢气 6.4 mol，则 4 min内平均反应速率 v(H2)6.4 mol(2 L4 min)0.8 molL1 min1 ，根据上述分析，反应掉甲醇 3.2 mol，则 CH3OH的转化率为3.25100%64%。(3)甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，a 项，电池放电时，氧气得电子，则通入空气的电极为正极，错误；b 项，电池放电时，生成的 CO2与 KOH溶液反应生成碳酸钾，电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；c 项，6.4 g甲醇的物质的量为 0.2 mol，根据 CH3OH6e 8OH =CO 6H 2O，电池放电时每消耗 6.4 g CH3OH转移 1.2 23mol电子，正确。20(13 分)(1)在一定条件下，恒温恒容密闭容器中进行可逆反应：N23H 2 2NH3。催 化 剂 高 温 、 高 压试判断下列情况能说明该反应已经达到化学平衡状态的是_(填字母)。a单位时间内生成 n mol N2同时生成 3n mol H2bH 2的生成速率等于 NH3的生成速率c一个 NN 键断裂的同时，有三个 HH键形成d容器中 N2、H 2、NH 3的浓度之比为 132e反应物浓度等于生成物浓度f混合气体的总物质的量不变298 K时，若已知生成标准状况下 2.24 L NH3时放出热量为 4.62 kJ。写出合成氨反应的热化学方程式_。在该温度下，取 1 mol N2和 3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于 92.4 kJ，其原因是_。(2)某课外活动小组用下图装置进行实验，试回答：若开始时 K接 M，则铁极上的电极反应式为_，石墨极上的电极反应式为_。若开始时 K接 N，则铁极上的电极反应式为13_，石墨极上的电极反应式为_。(3)常温下，将除去表面氧化膜的 Al、Cu 片插入浓 HNO3中组成原电池(图 1)，测