第六章《化学反应与能量》检测题--高一下学期化学人教版(2019）必修第二册

第六章《化学反应与能量》检测题一、单选题(共15小题)                                                                          1.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列叙述不正确的是(　　)A． 放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2B． 放电时正极反应为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－C． 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D． 放电时正极附近溶液的碱性增强2.一定温度下，在2 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，下列描述正确的是(　　)A． 反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1B． 反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1C． 反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%D． 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)3.“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是(　　)A． ③⑤⑦B． ③④⑤C． ④⑤⑦D． ②⑤⑥4.Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)A． 镁电极是该电池的正极B． 过氧化氢在石墨电极上发生氧化反应C． 石墨电极附近溶液的pH增大D． 溶液中氯离子向正极移动5.一定温度下，一定体积的容器中发生反应：A(s)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，下列描述中能说明该反应达到平衡的是(　　)①A的质量不发生变化②单位时间内生成amol A，同时消耗2amol C③容器中的压强不再变化④混合气体的密度不再变化⑤n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)＝1∶3∶2∶2⑥B的浓度不变A． ②③⑤⑥B． ①③④⑥C． ②④⑤D． ②③④6.下列关于催化剂的说法中错误的是(　　)A． 催化剂能使不起反应的物质发生反应B． 催化剂能使化学反应的速率发生改变C． MnO2可以作H2O2、KClO3分解的催化剂D． 催化剂在化工生产中有广泛而重要的应用7.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池、镁—海水燃料电池、镁—过氧化氢燃料电池、镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　)A． 放电过程中OH－移向正极B． 电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－C． 镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应D． 镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O8.将ag块状碳酸钙跟足量的盐酸反应，碳酸钙损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示，在相同的条件下，bg(a、b相差不大，但a>b)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是(　　)A． 答案AB． 答案BC． 答案CD． 答案D9.某反应过程如图所示，关于该反应的下列说法中不正确的是(　　)A． 该反应为可逆反应B． 该反应可表示为2AB2＋B22AB3C． 若反应开始加入1 mol B2，则会生成2 mol AB2D． 该过程中，已反应的AB2占AB2总数的10.下列说法正确的是(　　)A． 任何化学反应都伴随着能量的变化B． H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C． 化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D． 如图所示的过程，是吸收能量的过程11.由下图分析，下列说法正确的是(　　)A． A===B＋C  与 B＋C===A 两个反应吸收和放出的热量不等B． A===B＋C  是放热反应C． A 具有的能量高于 B 和 C 具有的能量总和D． A===B＋C  是吸热反应，B＋C===A 必然是放热反应12.向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是(　　)甲：在500 ℃时，10  mol SO2和5  mol O2反应乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应丙：在450 ℃时，8  mol SO2和5  mol O2反应丁：在500 ℃时，8  mol SO2和5  mol O2反应A． 甲、乙、丙、丁B． 乙、甲、丙、丁C． 乙、甲、丁、丙D． 丁、丙、乙、甲13.下列变化过程，属于放热反应的是(　　)①液态水变成水蒸气②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应③Al与Fe3O4高温下反应④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥食物腐败A． ②⑤⑥B． ②③④C． ③④⑤D． ③⑤⑥14.美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使氢气生产成为可能，并使太阳能使用步入新的时代，被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是(　　)A． “水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气，同时放出能量来发电B． “水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放C． 若水分解产生的H2、O2分别通入燃料电池的两极，通H2的电极上发生还原反应D． “水发电技术”的能量转换形式为：化学能→电能→热能15.下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是(　　)A． 呼气进入的一极为正极，通入氧气的一极为负极B． 呼气中的酒精(乙醇)蒸气在检测中发生氧化反应C． 电流由氧气所在的铂电极经外电路流向另一电极D． 微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量二、实验题(共2小题)                                                                          16.某同学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，自己动手设计了一个原电池。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(或者电流表)(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个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，由化学能转化为________，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表，则铁钉应该接电流表的________极，电极反应式为________________________________________________________________________，发生了______反应；③铜钉应该接电流表的__________极，电极反应式为____________________________，发生了________反应。17.某实验小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。(1)实验乙中发生反应的化学方程式为__________________________________________。(2)实验甲和实验乙的实验目的是______________________________________________。实验甲和实验丙的实验目的是________________________________________________。(3)实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。0～20 s的反应速率v1＝________ mL·s－1,100～120 s的反应速率v2＝________mL·s－1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是________。三、计算题(共1小题)                                                                          18.化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。对于反应：H2＋I22HI，已知断开1  mol H—H键、1  mol I—I键分别需要吸收的能量是436  kJ和151  kJ，形成1  mol H—I键需要放出的能量是299  kJ。(1)1 mol H2和1  mol I2充分反应，反应物断键吸收的总能量是________kJ，生成物成键放出的总能量为________kJ，反应共________(填“放出”或“吸收”)能量________kJ。(2)如图两个图像中，能够正确反映该反应能量变化的图像是________(填“A”或“B”)。A　B四、填空题(共2小题)                                                                          19.某温度时，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：(1)该反应的化学方程式为_______________________________________________________。(2)反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为____________________。(3)不同条件下的该反应的速率：①v(X)＝0.3 mol·L－1·s－1，②v(Z)＝0.1 mol·L－1·s－1，③v(Y)＝0.2 mol·L－1·s－1，其中反应速率最快的是________(填序号)。20.某温度下，在2 L恒容密闭容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，反应在t1min时达到平衡。(1)请写出该反应的化学方程式：。(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量，则至t1min时，该反应吸收的热量为；在0～t1min时间内，用H2表示该反应的平均速率v(H2)为。下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是(填字母)。A．容器内各气体组分的质量分数不再发生改变B．正反应速率与逆反应速率相等C．容器内气体的密度不再发生改变D．混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
答案解析1.【答案】C【解析】①由高铁电池放电反应方程式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极。②高铁电池放电过程的总反应式与负极反应式[Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2]相减，可得其正极反应式FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－。③由正极反应式可知，当放电时转移3 mol电子时，则有1 mol K2FeO4被还原，同时产生5 mol氢氧根离子，正极附近溶液的碱性增强。2.【答案】C【解析】v(Z)＝＝＝0.079 mol·L－1·s－1；Δc(X)＝＝0.395  mol·L－1；反应开始到10 s时，Y减少的物质的量为0.79 mol，其转化率为79.0%；X、Y、Z变化的物质的量之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58  mol＝1∶1∶2，化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)。3.【答案】A4.【答案】C【解析】该电池中，活泼金属镁作负极，失去电子发生氧化反应；惰性电极石墨作正极，过氧化氢在正极上发生还原反应，其电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，正极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大；溶液中氯离子(阴离子)移向镁电极(负极)。5.【答案】B【解析】①A的质量不发生变化，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故正确；②单位时间内生成amol A，同时消耗2amol C，都体现的逆反应方向，故错误；③容器中的压强不再变化，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；④混合气体的密度不再变化，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故正确；⑤达平衡状态时，n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)可能等于1∶3∶2∶2，也可能不等于，与各物质的初始浓度及转化率有关，故错误；⑥B的浓度不变，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故正确。6.【答案】A【解析】催化剂只能改变化学反应速率，并不能使互不反应的物质发生反应。7.【答案】A【解析】镁燃料电池中，燃料镁为负极，失去电子发生氧化反应，酸性条件下生成镁离子，碱性条件下生成氢氧化镁；由图可知，次氯酸根离子在正极上发生还原反应，有氯离子和氢氧根离子生成；该电池工作时，氢氧根离子(阴离子)移向负极，生成氢氧化镁。8.【答案】C【解析】粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大，相同条件下，与相同浓度的盐酸反应时反应速率大，排除A项、B项。由于a>b，ag碳酸钙反应时放出二氧化碳多，排除D项。9.【答案】C【解析】根据反应后的图示可以看出反应物与生成物共存，该反应为可逆反应；由反应物和生成物分子的原子构成，可推知反应物分子为AB2和B2，生成物分子为AB3，即可写出反应的化学方程式。10.【答案】A【解析】任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化虽然存在能量变化，但不存在化学键的断裂与形成，不是化学变化；化学反应中能量变化有热能、光能、电能等多种形式；由题中图像可知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，该过程中放出能量。11.【答案】D【解析】由图可知反应物总能量低于生成物总能量，反应需要吸收能量，即 A===B＋C  是吸热反应；条件不变，反应物和生成物总能量不变，A===B＋C 与  B＋C===A 两个反应吸收和放出的热量相等，且 A===B＋C  反应吸热，B＋C===A 反应放热。12.【答案】C【解析】甲与乙相比，O2、SO2浓度相等，乙中使用催化剂，其他条件相同，使用催化剂反应速率更快，所以反应速率：乙＞甲；甲与丁相比，甲中SO2的物质的量比丁中大，即SO2的浓度比丁中大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率：甲＞丁；丙与丁相比，其他条件相同，丁中温度高，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：丁＞丙；所以反应速率由大到小的排列顺序为乙、甲、丁、丙，答案选C。13.【答案】D【解析】①、④不是化学反应，②是吸热反应。14.【答案】B【解析】水分解的过程是吸热过程，选项A错误；“水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放，选项B正确；“水发电技术”的能量转换形式为太阳能→化学能→电能，选项D错误；氢氧燃料电池中，通H2的为电源负极，失去电子发生氧化反应，选项C错误。15.【答案】A【解析】①由图可知，呼气中的乙醇反应后生成乙酸，碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，呼气进入的一极为负极，通入氧气的一极为正极。②该电池工作时，其外电路中，电子由负极(呼气进入的一极)流向正极(通入氧气的一极)，而电流的方向则由正极(通入氧气的一极)流向负极(呼气进入的一极)。③当检测电流大时，反应过程中转移电子数多，呼气中酒精含量高。16.【答案】(2)铁钉或铁条　铜钉(其他导电的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确)　　烧杯　导线(4)①电能　电能　　②负　Fe－2e－===Fe2＋　氧化③正　2H＋＋2e－===H2↑　还原【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，不活泼金属材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极，电流表负极应接原电池负极。17.【答案】(1)2H2O22H2O＋O2↑　(2)探究催化剂对反应速率的影响　探究温度对反应速率的影响　(3)0.75　0.6　随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小【解析】(2)由表可知实验甲和实验乙除催化剂不同外其他条件都相同，所以实验甲和实验乙是探究催化剂对反应速率的影响；实验甲和实验丙除温度不同外其他条件均相同，则实验甲和实验丙是探究温度对反应速率的影响。(3)0～20 s的反应速率v1＝＝＝0.75 mL·s－1,100～120 s的反应速率v2＝＝0.6 mL·s－1，速率减小的原因是随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小。18.【答案】(1)587　598　放出　11　(2)B【解析】(1)1 mol H2和1  mol I2充分反应生成2 mol HI，旧键断裂吸收能量的值为：436  kJ＋151  kJ＝587  kJ，新键生成释放能量为：299  kJ×2＝598  kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为598  kJ－587  kJ＝11  kJ。(2)由(1)的分析该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故B正确。19.【答案】(1)3X＋Y2Z(2)0.05 mol·L－1·min－1(3)③【解析】(1)由图可知，X和Y的物质的量减少为反应物，Z的物质的量增加为生成物。X、Y、Z变化的物质的量之比＝(1.0－0.7)  mol∶(1.0－0.9)  mol∶0.2  mol＝3∶1∶2，化学方程式为3X＋Y2Z。(2)由图可知，反应在2 min时达到平衡状态，X的平均反应速率＝(1.00－0.7) mol÷2 L÷2 min＝0.075  mol·L－1·min－1，据此可计算出用Z表示的平均反应速率。(3)将不同条件下的各种物质化为同一物质Y的反应速率，①v(Y)＝0.1  mol·L－1·s－1，②v(Y)＝0.05  mol·L－1·s－1，故可知③最快。20.【答案】(1)2X3Y＋Z(2)36.8 kJ　mol·L－1·min－1　ABD【解析】(1)由图像可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，则Y、Z为生成物，当反应到达t1min时，Δn(X)＝0.8  mol，Δn(Y)＝1.2  mol，Δn(Z)＝0.4  mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反应的化学方程式为2X3Y＋Z；(2)由于1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量，而反应中Δn(X)＝0.8 mol，热效应为0.8 mol×46 kJ·mol－1＝36.8  kJ；在0～t1min时间内生成的氢气是1.2 mol，浓度是0.6 mol·L－1，则用H2表示该反应的平均速率v(H2)为mol·L－1·min－1。容器内各气体组分的质量分数不再发生改变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A项正确；正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B项正确；由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，C项错误；混合气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，反应达到平衡状态，D项正确。