（新课标）2019-2020学年高中化学 质量检测2 化学反应与能量 新人教版必修2

质量检测(二) (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意)1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a2如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是()a图a表示的是吸热反应的能量变化b图b中反应物比生成物稳定c图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化d图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生解析a项，图a中反应物总能量高于生成物总能量，表示的是放热反应的能量变化，错误；b项，图b中反应物总能量低于生成物总能量，能量越低越稳定，则反应物比生成物稳定，正确；c项，图a表示的是放热反应，而氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应是吸热反应，错误；d项，反应条件与反应放热还是吸热没有关系，错误。答案b3下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是()解析a装置中，zn比cu活泼，zn作负极，失去电子发生氧化反应，cu作正极，h在cu极上得电子发生还原反应，生成h2从而产生大量气泡。b、c中不能发生自发的氧化还原反应，d装置没有形成闭合回路，不能形成原电池。答案a4为了探究影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验，下列叙述不正确的是()a将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应，二者反应速率相等b在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应更快c将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现光照可以加快浓硝酸的分解d两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热两支试管，产生氧气的速率不同解析影响化学反应速率的因素有很多，外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外，光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。a项中由于镁的活泼性比铝强，故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。答案a5已知汽车尾气无害化处理反应为2no(g)2co(g)n2(g)2co2(g)。下列说法不正确的是()a升高温度可使该反应的逆反应速率降低b使用高效催化剂可有效提高正反应速率c反应达到平衡后，no的反应速率保持恒定d单位时间内消耗co和co2的物质的量相等时，反应达到平衡解析升温，正、逆反应速率均增大，a项错误；催化剂可同等程度地提高v正、v逆，b项正确；平衡状态的标志之一是“等”正、逆反应速率相等且保持不变，c项正确；单位时间内消耗co(代表v正)和co2(代表v逆)的物质的量相等，再根据反应速率之比等于化学计量数之比，实质反映了同一物质的v正v逆，说明反应达到平衡，d项正确。答案a6.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入cuso4溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)()a铁圈和银圈左右摇摆不定b保持平衡状态不变c铁圈向下倾斜d银圈向下倾斜解析加入cuso4溶液后，构成feag原电池，fe失电子作负极，质量减轻，cu2在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。答案d7甲：在试管中加入1 g粉末状大理石，加入4 molll盐酸20 ml(过量)；乙：在试管中加入2 g颗粒状大理石，加入4 moll1盐酸20 ml(过量)；下列co2生成体积(折算成标准状况)v (co2)同反应时间t的关系曲线图合理的是()解析甲、乙试管中大理石的状态和质量不同，甲中1 g粉末状的大理石，乙中2 g颗粒状的大理石，产生气体的速率甲比乙快，产生气体的量乙是甲的2倍，因此甲曲线比乙曲线斜率大，乙曲线比甲曲线气体体积大，甲比乙先反应完，分析比较可知d项正确。答案d8下列说法中不正确的是()任何化学反应都伴有能量变化根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的co、so2等有害气体煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成so2气体，硫粉放出的热量多a bc d解析错，根据能量守恒原理，对于放热反应，反应物的总能量等于生成物总能量加上放出的热量；对于吸热反应，反应物总能量加上吸收的热量，等于生成物的总能量。中生成水蒸气可理解为是先生成液态水再由液态水汽化成水蒸气，因为水汽化时是要吸收能量的，所以，生成水蒸气时放出的能量就比生成液态水时放出的能量要少；错，硫蒸气可理解为硫粉吸收热量后沸腾而来，所以，硫蒸气本身能量就比硫粉的能量要高。答案c9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)，能量减少(ba) kjmol1b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c1 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 kjd1 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解析由图像知，反应物的总能量比生成物的总能量小(ba) kj，所以，反应c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)能量增加(ba) kj，故a说法错误，选择a。该反应属于吸热反应，反应过程中断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量，故b说法正确，不选b。由图像知，ba131.3 kj，所以，1 mol c(s)和1 mol h2o(l)反应生成1 mol co(g)和1 mol h2(g)吸收热量131.3 kj，故c说法正确，不选c。由图像知，1 mol c(g)、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，故d说法正确，不选d。答案a10某温度时，在容积为3 l的密闭容器中，x、y、z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析，下列结论错误的是 ()a该反应的化学方程式为2zy3xb反应开始至2min末，x的化学反应速率为0.2 moll1s1c该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立平衡d若增加或减少x的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化解析从图中横、纵坐标及曲线的变化趋势可找到x、y、z转化的物质的量之比，即可写出该反应的化学方程式2zy3x，故a项正确；根据化学反应速率的计算公式，可求出x的化学反应速率：v(x)0.0011 moll1s1，故b项错误；根据题图中曲线均不通过原点，可判断该可逆反应是由正、逆反应同时开始的，故c项正确。因x为气体，改变其物质的量，必然会导致其浓度的改变，因此化学反应速率也会随之改变，故d项正确。答案b11为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是()解析没有对比实验，a错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，b错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，c错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，d正确。答案d12对可逆反应4nh3(g)5o2(g)4no(g)6h2o(g)，下列叙述正确的是()平衡时，v正(o2)v逆(o2)必成立关系式5v正(o2)4v逆(no)总成立用上述四种物质nh3、o2、no、h2o表示的正反应速率的数值中，v正(h2o)最大若投入4 mol nh3和5 mol o2，通过控制外界条件，必能生成4 mol noa b cd解析平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，即同一种物质的消耗速率和生成速率相等，正确；在题给化学反应中，有v(nh3)v(o2)v(no)v(h2o)4546，所以4v正(o2)5v逆(no)，v正(h2o)的数值最大，错误，正确；4 mol nh3和5 mol o2恰好完全反应则正好生成4 mol no，但是该反应为可逆反应，不可能反应完全，所以无论如何控制外界条件，都不可能生成4 mol no，错误。答案c13反应c(s)h2o(g)co(g)h2(g)在一个容器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abcd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。答案c14据最近媒体报道，化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池，这种电池的电解质溶液为koh溶液，储电量是锂电池的五倍，而且更安全、更环保，其反应原理为2zno24koh2h2o2k2zn(oh)4。下列说法正确的是()a放电时，负极反应式为zn2e4oh=zn(oh)2b放电时，电路中通过4 mol电子，消耗22.4 l氧气c充电时，电解质溶液中oh浓度逐渐增大d充电时，电解质溶液中k向正极移动，且发生氧化反应解析放电时，负极反应式为zn4oh2e=zn(oh)，选项a错误；放电时，电路中通过4 mol电子，则消耗标况下22.4 l氧气，选项b错误；充电时，电解池阴极反应为zn(oh)2e=zn4oh，电解质溶液中c(oh)逐渐增大，选项c正确；充电时阳离子向阴极移动，即充电时，电解质溶液中k向阴极移动且发生还原反应，选项d错误。答案c15向容积为2 l的密闭容器中充入2 mol a气体和1 mol b气体，在一定条件下发生如下反应：2a(g)b(g)3c(g)；经2 s后达到平衡，测得c气体的浓度为0.6 moll1。下列说法中正确的是 ()用物质a表示该反应的平均速率为0.2 moll1s1用物质b表示该反应的平均反应速率为0.2 moll1s1平衡时物质a与b的转化率相等平衡时物质b的浓度为0.2 moll1a b cd解析由题意，平衡时生成c的物质的量为0.6 moll12 l1.2 mol，根据方程式和有关数据列三段式：2a(g)b(g)3c(g)起始量/mol2 10转化量/mol 0.8 0.4 1.2平衡量/mol 1.2 0.6 1.2所以用物质a表示该反应的平均反应速率为0.2 moll1s1，正确；用物质b表示该反应的平均反应速率为0.1 moll1s1，错误；平衡时物质a与b的转化率分别为100%40%、100%40%，所以平衡时物质a与b的转化率相等，正确；平衡时物质b的浓度为0.3 moll1，错误。综上，正确。答案b16在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，当m、n、p、q为任意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡的是 ()体系的压强不再改变体系的密度不再改变各组分的浓度不再改变各组分的质量分数不再改变反应速率v(a)v(b)v(c)v(d)m：n：p：q单位时间内m mol a发生断键反应，同时p mol c也发生断键反应abc d解析如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故错误；因为在一个固定容积的密闭容器中进行的反应，反应物和生成物都是气体，所以体系的密度不会改变，故不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故正确；当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故正确；反应速率v(a)v(b)v(c)v(d)mnpq，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；单位时间内m mol a发生断键反应等效于p mol c形成，同时p mol c也发生断键反应，故正确。答案b17对于放热反应znh2so4=znso4h2，下列叙述正确的是()a反应过程中的能量关系可用上图表示b1 mol zn的能量大于1 mol h2的能量c若将其设计为原电池，则锌作正极d若将其设计为原电池，当有32.5 g zn溶解时，正极放出的气体一定为11.2 l解析根据能量守恒，则反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，锌和硫酸反应为放热反应，a项正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应物和生成物均有两种，无法比较1 mol zn和1 mol h2的能量大小，b项错误；若将其设计为原电池，锌化合价升高，失电子，则锌作负极，c项错误；若将其设计为原电池，当有32.5 g zn溶解时，消耗锌的物质的量为0.5 mol，根据反应方程式可知生成0.5 mol h2，但气体所处状态未知，不能确定气体体积，d项错误。答案a18一定条件下，将3 mol a气体和1 mol b气体混合于固定容积为2 l的密闭容器中，发生反应：3a(g)b(g)c(g)2d(s)。2 min末该反应达到平衡，生成d的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 ()a若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态b2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢c反应过程中a和b的转化率之比为31d开始到平衡，用a表示的化学反应速率为0.3 moll1min1解析产物d为固体，因此容器体积恒定时，若混合气体的密度不再改变，则混合气体的质量一定不再改变，反应一定达到平衡状态，a项错误；缩小体积增大压强，正、逆反应速率均加快；容器体积不变，充入与体系无关的气体，虽然容器总压强增大，但体系内各物质浓度不变，正、逆反应速率均不变，b项错误；3a(g)b(g)c(g)2d(s)起始/mol31 00转化/mol 1.2 0.4 0.4 0.8平衡/mol 1.8 0.6 0.4 0.8a的转化率为100%40%，b的转化率为100%40%，二者之比为11，c项错误；v(a)0.3 moll1min1，d项正确。答案d二、非选择题(共4小题，共46分)19(6分)在1105 pa、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(kjmol1)。下面是一些共价键的键能(已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键)：共价键hhnnnh键能(kjmol1)436945391(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)在298 k时，取1 mol n2和3 mol h2放入一密闭容器中，加入催化剂进行反应。理论上完全反应放出或吸收的热量为q1，则q1为_。(3)实际生产中，放出或吸收的热量为q2，q1与q2的大小关系为_。aq1q2bq1q2cq1q2解析工业合成氨的化学方程式：n23h22nh3，断开1 mol n2中的化学键需吸收945 kj的能量，断开3 mol h2中的化学键需吸收436 kjmol13 mol1308 kj的能量，形成2 mol nh3中的化学键需放出391 kjmol12 mol32346 kj的能量，则1 mol n2和3 mol h2完全反应生成2 mol nh3放出能量2346 kj945 kj1308 kj93 kj。由于该反应为可逆反应，不能进行到底，故实际放出的能量q2比理论值q1要小。答案(1)放热(2)93 kj(3)a20(20分)将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500 ml硫酸铜溶液中构成如下图的装置。(1)铁片上的电极反应式为_，铜片周围溶液会出现_的现象。(2)若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4 g，则导线中流过的电子的物质的量为_ mol。(3)若一段时间后测得铁片减少了4.8 g，同时铜片增加了6.4 g，则这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为_。(4)该装置改为如图b所示的装置也能达到和原装置相同的作用。其中kcl溶液起连通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入_(填“左侧”“右侧”或“两侧”)烧杯中。解析(2)铁电极发生的反应为fe2e=fe2，铜电极上发生的反应为cu22e=cu，设转移电子的物质的量为n mol，则铁电极质量减少28n g，cu电极质量增加32n g，铁片和铜片之间的质量差为28n g32n g2.4 g，n0.04。(3)铜电极增加6.4 g，即铜电极析出0.1 mol cu，同时铁电极应溶解0.1 mol fe，即铁电极减少56 gmol10.1 mol5.6 g，但是铁片只减少了4.8 g，说明铁片有一部分直接与cuso4溶液发生了置换反应，造成质量增加了，这部分铁的化学能没有转化为电能，设有x mol铁直接参与置换反应，则有：cu2fe=cufe2m 1 mol 8 g x 5.6 g4.8 g计算得x0.1 mol，即直接发生置换反应的铁为0.1 mol，参与原电池反应的铁也是0.1 mol，所以该装置消耗的化学能有50%转化为电能。(4)若将硫酸铜溶液注入左侧，则铁片会与硫酸铜溶液直接发生置换反应，故应将硫酸铜溶液注入右侧。答案(1)fe2e=fe2溶液颜色变浅(2)0.04(3)50%(4)右侧21(14分)化学反应速率和限度与生产、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/min12345氢气体积/ml(标准状况)100240464576620哪一时间段反应速率最大_min(填“01”，“12”，“23”，“34”或“45”)，原因是_。求34 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_(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bkcl溶液ckno3溶液dcuso4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。该反应的化学方程式是_。该反应达到平衡状态的标志是_(填字母)。ay的体积分数在混合气体中保持不变bx、y的反应速率比为31c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 z2 min内y的转化率为_。解析(1)在01、12、23、34、45 min时间段中，产生气体的体积分别为100 ml、140 ml、224 ml、112 ml、44 ml，由此可知反应速率最大的时间段为23 min；原因是因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；在34 min时间段内，n(h2)0.112 l/22.4 lmol10.005 mol，消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故v(hcl)0.025 moll1min1。(2)加入蒸馏水，及加入kcl溶液，h浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故a、b正确；c项，加入kno3溶液，h浓度减小，因酸性溶液中有no，具有强氧化性，与zn反应无氢气生成，错误；d项，加入cuso4溶液，形成原电池，反应速度增大，且影响生成氢气的量，错误。(3)由图像可以看出，反应中x、y的物质的量减少，应为反应物，z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5 min时，n(y)0.2 mol，n(z)0.4 mol，n(x)0.6 mol，则n(y)n(z)n(x)123，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为3x(g)y(g)2z(g)；x、y的反应速率比为31，随着反应的进行x、y的反应速率比始终为31，不能作为平衡状态的标志，故b错误；反应物和生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为平衡状态的标志，故d错误；生成1 mol y的同时消耗2 mol z均只能表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，故e错误；2 min内x的转化率100%(1 mol0.9 mol)1 mol100%10%。答案(1)23因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快0.025 moll1min1(2)cd(3)3x(g)y(g)2z(g)ac10% 22.(12分)ch3oh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)2h2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是_(填字母)。ach3oh转变成h2的过程