高中化学人教版必修第二册2026版步步高学习第六章　周末练7　化学反应与能量综合

周末练7化学反应与能量综合[分值：100分][1~10题，每小题6分]一、化学反应中的能量变化计算1.(2024·四川内江高一期中)自然界中臭氧形成反应3O2(g)=2O3(g)的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.2O3(g)=3O2(g)为放热反应B.氧气比臭氧稳定C.反应物断键吸收的总能量高于生成物成键放出的总能量D.反应消耗3molO2时吸收的总能量为E3-E1答案D解析根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，3O2(g)=2O3(g)为吸热反应，则2O3(g)=3O2(g)为放热反应，A正确；氧气的能量比臭氧低，所以氧气比臭氧稳定，B正确；反应物断键吸收的总能量(E3-E1)高于生成物成键放出的总能量(E3-E2)，C正确；反应消耗3molO2时吸收的总能量为E2-E1，D错误。2.(2024·福建龙岩高一段考)庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸中会发生反应：C7H16(g)+11O2(g)7CO2(g)+8H2O(g)。试从化学键的角度计算1mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气的能量变化为()A.吸收3820.4kJ B.释放3820.4kJC.吸收8697.6kJ D.释放17908kJ答案B解析根据题给信息可知，从化学键的角度计算1mol庚烷(C7H16)燃烧产生CO2和水蒸气时，需要放出的能量为17908kJ-8697.6kJ-5390kJ=3820.4kJ。二、电极反应式的书写3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法不正确的是()A.Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-C.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，负极反应式为Al-3e-=Al3+D.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+答案C解析由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，铝和稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，所以铝作负极，铜作正极，其负极反应式为Al-3e-=Al3+，故A正确；Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠溶液反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，所以铝是负极，镁是正极，其负极反应式为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，故B正确；Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝遇浓硝酸发生钝化现象，铜和浓硝酸能自发的进行反应，所以铜作负极，铝作正极，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错误；由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，铁和铜都与氯化铁反应，但铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故D正确。4.★★Li⁃FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其原理示意图如图所示。已知电池放电时的反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是()A.Li为电池的正极，发生氧化反应B.电流由Li经负载，流向FeS2极C.正极的电极反应式为FeS2+4e-=Fe+2S2-D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好答案C解析分析可知，Li为电池负极，发生氧化反应，A错误；电流应从正极流出，B错误；FeS2为正极，正极反应式为FeS2+4e-=Fe+2S2-，C正确；Li和水发生氧化还原反应生成氢气，所以不能将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，D错误。三、化学平衡状态的理解与判断5.硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。下列说法正确的是()A.只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3B.达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零C.由反应可知，2molSO2的能量大于2molSO3的能量D.工业上在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题答案D解析因为2SO2+O22SO3为可逆反应，所以尽管选择适宜的条件，SO2和O2也不能全部转化为SO3，故A错误；达到平衡后，反应没有停止，只是正、逆反应速率相等但并不为零，故B错误；因为2SO2+O22SO3为放热反应，由反应可知，2molSO2和1molO2的总能量大于2molSO3的总能量，故C错误；工业上在利用上述反应生产三氧化硫时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确。6.(2024·福州高一期中)将1mol固体A置于体积不变的真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其分解：A(s)2B(g)+C(g)，下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是()A.物质的物质的量浓度：c(B)=2c(C)B.混合气体的密度保持不变C.B的体积分数不变D.混合气体的平均摩尔质量保持不变答案B解析c(B)=2c(C)不能说明正、逆反应速率相等，不能确定反应是否达到平衡状态，A错误；容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，B正确；只有生成物为气体，生成B、C的物质的量之比为定值，则B的体积分数为定值，混合气体的平均摩尔质量为定值，则B的体积分数不变，混合气体的平均摩尔质量保持不变，都不能说明反应达到平衡，C、D错误。7.(2024·山东泰安高一期中)可以证明可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是①一个N≡N断裂的同时，有3个H—H断裂；②其他条件不变时，混合气体的平均相对分子质量不再改变；③恒温恒容时，体系压强不再改变；④NH3、N2、H2的体积分数都不再改变；⑤恒温恒容时，混合气体的密度不再改变；⑥正反应速率v(H2)=0.6mol·L-1·min-1，逆反应速率v(NH3)=0.4mol·L-1·min-1A.全部 B.①②③④C.②③④⑥ D.①②④⑤⑥答案C解析一个N≡N断裂的同时，有3个H—H断裂，表示的都是正反应速率，无法判断反应是否达到平衡状态，故①不选；恒温恒容时，混合气体总质量、容器的容积均为定值，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故⑤不选。四、化学反应速率及平衡的相关计算8.★★(2025·太原段考)一定温度下，将2.5molA和2.5molB加入容积为2L的恒容密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)。经5s反应达到平衡，此时C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1，同时生成1molD。下列叙述正确的是()A.x=2B.平衡时容器内气体的压强与起始时容器内气体的压强之比为8∶5C.恒容条件下通入Ar，压强增大，则化学反应速率增大D.反应达到平衡状态时，B的平均反应速率为0.05mol·L-1·s-1答案B解析根据题意，列三段式：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)起始/mol2.500转化/mol1.50.5x1平衡/mol10.5x1平衡时C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1，即0.5xmol=0.2mol·L-1·s-1×5s×2L=2mol，x=4，A错误；开始时气体总物质的量为2.5mol，平衡时混合气体总物质的量为1mol+0.5×4mol+1mol=4mol，则达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时气体压强之比为4∶2.5=8∶5，B正确；恒容条件下通入Ar，气体反应物的物质的量浓度不变，则化学反应速率不变，C错误；B为固体，不能用固体的浓度变化来表示平均反应速率，D错误。9.(2024·云南红河高一期中)在一定条件下，将3molA和1molB混合于固定容积为1L的密闭容器中，发生反应：3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡，生成了0.6molD，并测得C的浓度为0.3mol·L-1。下列判断正确的是()A.2min内用A表示的反应速率为0.45mol·L-1·min-1B.x=2C.当vB∶vD=1∶2时，反应达到了平衡状态D.B的转化率为30%答案D解析A为固态，不能用A表示反应速率，A错误；1L的密闭容器中，C的物质的量的变化量为0.3mol，而同一时间段内生成了0.6molD，物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比，所以x=1，B错误；任意时刻vB∶vD都等于其化学计量数之比，即等于1∶2，所以当vB∶vD=1∶2时，反应不一定达到了平衡状态，C错误；三段式表示：所以B的转化率为0.31×100%=30%，D10.(2025·大理期中)在298K时，实验测得溶液中的反应：H2O2+2HI=2H2O+I2，各反应物在不同浓度时的化学反应速率如表所示：实验编号123456c(HI)/(mol·L-1)0.1000.2000.1500.100？0.200c(H2O2)/(mol·L-1)0.1000.1000.1500.200？0.500v/(mol·L-1·s-1)0.007600.03040.02570.01520.04560.152根据表中数据可推知第5组实验中c(HI)、c(H2O2)可能为()A.0.150mol·L-1、0.200mol·L-1B.0.300mol·L-1、0.100mol·L-1C.0.200mol·L-1、0.200mol·L-1D.0.100mol·L-1、0.600mol·L-1答案D解析以实验1为参照，实验2中c(HI)是实验1的两倍，速率为4倍，速率与c2(HI)呈正比；实验4中c(H2O2)是实验1的两倍，速率为2倍，速率与c(H2O2)成正比；故速率与c2(HI)·c(H2O2)呈正比；实验5的化学反应速率是实验1的6倍，所以实验5中c2(HI)·c(H2O2)应为实验1的c2(HI)·c(H2O2)的6倍，故选D。五、化学反应与能量综合11.(20分)(2025·福建期中)按要求完成下列填空。(1)下列变化过程，属于化学反应且放热的是(填序号)。①浓H2SO4稀释②酸碱中和反应③Mg条与盐酸反应④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl⑤碳高温条件下还原CO2生成CO(2)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。银锌纽扣电池是应用最普遍的电池之一(如图1所示)，电池总反应为Zn+Ag2O2Ag+ZnO，则银锌纽扣电池负极电极反应式为。放电反应过程中正极材料的质量逐渐(填“增加”“减少”或“不变”)。(3)以TiO2为催化剂的光、热化学循环分解CO2反应，为吸收“碳排放”提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图2所示：①上述过程①中，能量的变化形式是由转化为。②CO2分解生成2molCO和1molO2的热量变化。③CO和O2作反应物的一种燃料电池，其构造如图3所示，Y为电池的(填“正”或“负”)极，OH-向(填“X”或“Y”)极移动，正极电极反应式为。答案(1)②③(2)Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O减少(3)①光能化学能②吸收556kJ热量③正XO2+4e-+2H2O=4OH-解析(1)①浓H2SO4稀释放热，但属于物理变化；④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应生成BaCl2、NH3和H2O，属于吸热反应；⑤碳高温条件下还原CO2生成CO，属于吸热反应；②③属于放热反应。(2)由总反应式可知，Zn被氧化生成ZnO，则Zn为负极，电极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，Ag2O为正极，Ag2O被还原生成Ag，则放电反应过程中正极材料的质量逐渐减少。(3)②CO2分解生成CO和O2的化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，化学键断裂吸收能量：1598kJ·mol-1×2=3196kJ·mol-1，化学键形成释放能量：1072kJ·mol-1×2+496kJ·mol-1=2640kJ·mol-1，即CO2分解生成2molCO和1molO2吸收(3196-2640)kJ=556kJ的热量。③根据图示，电子由X极流出、Y极流入，则X为负极、Y为正极，原电池中，阴离子向负极移动，即OH-向X极移动，正极上氧气被还原生成OH-，则正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。12.(20分)(2025·广州期中)研究化学反应的速率与平衡是科研工作者的重要课题。回答下列问题：(1)某小组探究外界因素对5Na2S2O3+8KMnO4+7H2SO4=8MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O的化学反应速率的影响，相关实验数据如表所示。实验序号温度/℃1.500mol·L-1稀硫酸溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL0.1250mol·L-1Na2S2O3溶液的体积/mL0.2500mol·L-1KMnO4溶液的体积/mL恰好褪色时间/s1255.00025.0010.00a2255.005.0020.00V1b3255.0010.00V210.00c4355.0010.0015.0010.00d①根据表中信息，补充数据：V1=，V2=。②通过实验1、2、3，根据(用a、b、c三者的大小关系表示)可得出：相同温度时，增大反应物浓度，反应速率加快。③通过实验(填实验序号)可以探究温度对反应速率的影响。④向少量酸性KMnO4溶液中加入Na2S2O3溶液，用数字传感器测得该反应速率随时间的变化如图，初始阶段反应速率加快的原因可能是。(2)某温度时，在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。①由图中的数据分析可知，该反应的化学方程式为。②0~2min内X的平均反应速率为。③5m