必修2专题2 化学反应与能量转化测试题及答案解析

PAGE《专题2》检测题可能用到的相对原子质量H1C12Zn65第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共16道小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1．我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%。日前召开的国务院常务会议进一步明确了节能减排的主要目标任务和总体要求。下列措施与节能减排不符合的是()A．利用太阳能制氢燃料B．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量C．利用潮汐能发电D．大力开展农村沼气的普及解析利用化石燃料带来的污染问题越来越严重。答案B2．下列叙述正确的是()A．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程B．太阳能电池是把化学能转化为电能C．物质燃烧一定是放热反应D．氢能可以通过电解海水获得并大量推广使用解析A项是把太阳能转变成化学能，B项是把太阳能转变成电能，D项要消耗大量电能。答案C3．如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A．硝酸铵 B．生石灰C．氯化镁 D．食盐解析NH4NO3溶于水吸收热量；生石灰与水反应放出大量的热；MgCl2、NaCl溶于水没有显著的热效应。答案B4．下列条件的改变都能使化学反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的反应速率发生改变，但其中变化的实质与“浓度改变对反应速率影响”相同的是()A．光照B．温度C．压强D．催化剂解析在一定条件下，压强的改变实质是气体浓度的改变。答案C5．我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔。下列关于地热能说法正确的是()①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量④与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析地热主要来于地球内部放射性元素衰变产生的能量，不是化石能源。答案C6．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()A.B.C.D.解析此实验应在不同温度下，但其他条件应相同，在两个试管中同时进行，故D项正确。答案D7.已知反应A＋B=C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．形成产物C和D的化学键所放出的总能量高于断开反应物A和B的化学键所吸收的总能量B．该反应只有在加热条件下才能进行C．反应物的总能量高于产物的总能量D．该反应为吸热反应解析由图可知反应物的总能量低于产物的总能量，则形成产物C和D的化学键所放出的总能量低于断开反应物A和B的化学键所吸收的总能量，该反应为吸热反应，吸热反应不一定在加热条件下才能进行。答案D8．已知在25℃，101kPa下，1gC8H18(汽油的重要成分)燃烧生成CO2气体和H2O(液态)时放出48.40kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－48.40kJ/molB．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ/molC．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝＋5518kJ/molD．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－48.40kJ/mol解析1mol液态C8H18燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为：114×48.40kJ＝5518kJ，故B项正确。答案B9．关于如下图所示装置的叙述正确的是()A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原解析该装置是原电池，Zn是负极，Cu是正极，电流从Cu片经导线流向Zn片，Cu片上发生的反应为：2H＋＋2e－=H2↑。答案D10．将等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是()解析a中Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，析出的Cu和Fe、稀H2SO4构成原电池，使反应速率加快，因a中部分Fe与CuSO4溶液反应，使a中产生H2的体积小于b，A项正确。答案A11．0.4molCuCl2溶于水，配成1L溶液，用石墨电极进行电解，当一个电极得到0.3molCu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是()A．5.6L B．6.72LC．3.36L D．11.2L解析阴极得到0.3molCu，转移0.6mol电子，则阳极上生成的Cl2为：0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。答案B12．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①解析②形成了原电池，Fe是负极，Fe被腐蚀的速率②＞①，③也是原电池，但Fe为正极，不易腐蚀，故①＞③，④是电解池，Fe为阳极，Fe被腐蚀的速率最快。答案A13．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌­锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极上发生还原反应C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g解析由电池总反应可知，Zn失去电子成为Zn2＋，消耗1molZn转移2mol电子，若转移0.2mol电子，消耗0.1molZn(6.5g)；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极。答案C14．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L－1·s－1，则这段时间为()A．0.1s B．2.5sC．5s D．10s解析v(SO3)＝2×0.04mol·L－1·s－1＝0.08mol·L－1·s－1，t＝eq\f(0.4mol·L－1,0.08mol·L－1·s－1)＝5s。答案C15．一定温度下，在2L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，下列叙述正确的是()A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/LC．反应开始到10s时，用Y表示的反应速率为0.0395mol/(L·s)D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g)解析v(Z)＝1.58mol÷2L÷10s＝0.079mol/(L·s)；反应开始到10s，c(X)减少了eq\f(1.20mol－0.41mol,2L)＝0.395mol/L，v(X)＝0.395mol/L÷10s＝0.0395mol/(L·s)；v(Y)＝(1.00mol－0.21mol)÷2L÷10s＝0．0395mol/(L·s)；化学方程式为：X(g)＋Y(g)2Z(g)。答案C16．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是()A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析反应①、②中均是消耗1molO2转移4mole－，A项正确；反应①中氧化剂是O2，B项错误；C形成原电池，钢质水管易腐蚀，C项错误；D发生原电池反应，是钢铁的电化学腐蚀，D项错误。答案A第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括6道题，共52分)17．(9分)利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)实验用品：电极(________、________)、稀硫酸、________、________、耳机(或者电流计)(填写所缺的实验用品)。(3)实验装置如图。(4)原电池设计及注意的问题：①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，化学能转化为________，在耳机中又由________转化为声音这种能量。②如果将装置中的耳机改为电流计，则________应该接电流计的负极，电极反应是________，发生了________反应；________应该接电流计的正极，电极反应是________，发生了________反应。解析原电池是将化学能转变为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流计正极应接原电池正极、电流计负极接原电池负极。答案(2)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等)烧杯导线(4)①电能电能②铁钉Fe－2e－=Fe2＋氧化铜钉2H＋＋2e－=H2↑还原18．(8分)“西气东输”是我国开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的体积比为11。已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出282.6kJ热量；1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量；1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出889.6kJ热量。(1)写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)889.6kJ。(3)忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为(整数比)________。(4)以上数据和计算说明，以天然气替代水煤气作燃料，突出的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(2)因为水蒸气成为液态水放出热量，所以放出的热量小于889.6kJ。(3)设水煤气与甲烷的体积比为x1，因为同温同压下气体的体积比等于其物质的量之比，所以：x·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(282.6kJ,2)＋\f(285.8kJ,2)))＝889.6kJ，解得x≈3。答案(1)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1(2)小于(3)31(4)产生相等的热量，消耗天然气的体积少，其CO2排放量也少，有利于保护环境19．(8分)(1)反应A＋3B=2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)＝0.15mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1。该反应进行的快慢顺序为________________。(2)在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别为：v1、v2、v3(mol·L－1·s－1)，且v1、v2、v3之间有如下关系：v2＝3v1，v3＝2v1，则此反应可表示为______________________。(3)下列各项可以证明2HI(g)H2(g)＋I2(g)已经达到平衡状态的是________。①单位时间内生成nmolI2的同时生成nmolHI；②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；③百分组成ω(HI)＝ω(H2)时；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)/2时；⑤c(H2):c(I2):c(HI)＝1:1:2时；⑥温度和体积一定，容器内压强不再变化时；⑦温度和压强一定，混合气体的密度不再变化时；⑧温度和体积一定，混合气体的颜色不再变化时。解析(1)把②、③、④均换算成用A表示的反应速率，依次为0.2mol·L－1·s－1、0.2mol·L－1·s－1、0．225mol·L－1·s－1。(2)各物质的反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比。(3)①中正、逆反应速率不相等；②中一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂，说明反应达到平衡；达到化学平衡时，反应混合物的组成保持不变，其质量分数不一定相等，故③不能证明；④中无论达到平衡与否，化学反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)/2；达到化学平衡时，c(H2):c(I2):c(HI)不一定等于1:1:2，有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡，故⑤不能证明，⑧能证明；此反应在反应前后气体的体积不发生变化，在反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变，气体的总质量不变，体积不变，故混合气体的密度不发生变化，⑥、⑦均不能证明。答案(1)④＞③＝②＞①(2)A＋3B2C(3)②⑧20．(10分)如图中Ⓐ为直流电源，Ⓑ为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，Ⓒ为电解槽，接通电路后，发现Ⓑ上c点显红色，请填空：(1)电池Ⓐ上的a为________极。(2)滤纸Ⓑ上发生的总化学反应方程式为：________________________。(3)欲在电解槽中实现铜的电解精炼，接通点，使c、d两点短路，则电极e上发生的主要反应为：________________，电极f上的电极反应为：__________________，电解液为____________________________。解析(1)c点显红色，说明c附近产生了大量的OH－，则c为阴极，b为负极，a为正极。(3)e为阳极，发生氧化反应，f为阴极，发生还原反应。答案(1)正(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)Cu－2e－=Cu2＋Cu2＋＋2e－=Cu用H2SO4酸化的CuSO4溶液(或用酸化的可溶性二价铜盐溶液)21．(9分)某些化学键的键能如下表(kJ·mol－1)：键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能436.4193151.1242.7431.8298.7356(1)1molH2在2molCl2中燃