新教材2023高中化学第六章化学反应与能量质量评估新人教版必修第二册 试卷

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第六章质量评估(时间:75分钟　满分:100分)可能用到的相对原子质量:H—1　C—12　N—14　O—16一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态),人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法中不正确的是 (　　)A.研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”B.发展太阳能经济有助于减缓温室效应C.太阳能电池可将太阳能转化为电能D.石油和天然气都属于碳素燃料解析:菠菜蛋白质“发电”属于生物质能的利用,生物质能为太阳能的转化形态,属于“太阳能文明”。答案:A2.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。下列有关分析中错误的是　 (　　)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化为电能解析:在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由题图中的电流方向可判断A极为负极,A项错误;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项正确;推广可再生能源有利于经济可持续发展,C项正确;光伏电池发电是将太阳能直接转化为电能,D项正确。答案:A3.化学反应中必然伴随着物质变化和能量变化,下列说法中正确的是 (　　)A.浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热,所以该过程是放热反应B.吸热反应一定要在加热或高温条件下才能进行C.上图可表示放热反应中的能量变化D.焰色试验有能量变化,所以焰色试验是化学反应解析:浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热,没有产生新物质,不是化学变化,不能称为放热反应,A项错误;吸热反应不一定要在加热或高温条件下才能进行,例如氢氧化钡与氯化铵晶体之间的反应,B项错误;题图中反应物总能量高于生成物总能量,因此可表示放热反应中的能量变化,C项正确;焰色试验属于物理变化,D项错误。答案:C4.下列措施对增大反应速率明显有效的是 (　　)A.Na与水反应时增大水的用量B.常温下,Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验答案:D5.太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐固化释放出相应的能量,已知数据:其中最适宜作为储能介质的是 (　　)A.CaCl2·6H2O B.Na2SO4·10H2OC.Na2HPO4·12H2O D.Na2S2O3·5H2O解析:应选择熔点不能太高、熔化吸热应较高、价格适中的盐。答案:B6.已知反应NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)的能量变化如图所示,下列说法中正确的是 (　　)A.图中A→B的过程为放热过程B.该反应为氧化还原反应C.1 mol NO2和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和D.1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量小于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量解析:题图中A→B的过程,能量升高,为吸热过程,A项错误;反应前后元素化合价发生变化,则为氧化还原反应,B项正确;由题图可知,该反应为放热反应,则反应物的键能之和小于生成物的键能之和,反应物的总能量大于生成物的总能量,C、D项错误。答案:B7.用图Ⅱ表示图Ⅰ铜锌原电池中一些物理量的关系。x轴表示流入正极电子的物质的量,则y轴表示 (　　)ⅠⅡA.c(H+) B.c(S)C.铜棒的质量 D.锌棒的质量解析:锌棒作原电池负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,铜棒作原电池正极,溶液中铜离子在此极得电子,电极反应式为Cu2++2e-Cu,所以电解质溶液中c(H+)不变,A项错误;S不参与反应,所以c(S)不变,B项错误;铜棒上有铜析出,铜棒的质量增加,C项正确;锌不断溶解,所以锌棒的质量减小,D项错误。答案:C8.NH3与O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2 L密闭容器中充入 4 mol NH3和3 mol O2,4 min后反应达到平衡,测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%,则下列表示的此段时间内该反应的平均速率错误的是 (　　)A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1 B.v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1解析:设转化的NH3的物质的量为x mol,则4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)n(起始)/mol 4 3 0 0n(变化)/mol x 0.75x 0.5x 1.5xn(平衡)/mol 4-x 3-0.75x 0.5x 1.5x根据题意,则有×100%=40%,解得x=2,v(NH3)==0.25 mol·L-1·min-1, 则v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min-1, v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1,v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1。答案:C9.NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图甲所示,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图乙所示,下列说法中正确的是 (　　)甲 乙A.脱硝的总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)B.NH3催化还原NO为吸热反应C.过程1中NH3断裂非极性共价键D.过程2中NO为氧化剂,Fe2+为还原剂解析:根据题干信息及图示知脱硝的产物为氮气和水,则总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g),A项正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,所以NH3催化还原NO为放热反应,B项错误;氨中的N—H为极性共价键,所以过程1中NH3断裂的是极性共价键,C项错误;从图示信息可知,反应过程中NO和O2作氧化剂,NH3是还原剂,Fe3+作催化剂,Fe2+只是中间产物,D项错误。答案:A10.根据如图所示示意图,下列说法中错误的是 (　　)A.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),能量增加(b-a) kJ·mol-1B.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C.1 mol C(s)与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 kJD.1 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:由题图可知,该反应为吸热反应,能量增加(b-a) kJ·mol-1,A项正确;该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项正确;由题图可知,1 mol C(s)与1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量为131.3 kJ,而1 mol H2O(l)变为1 mol H2O(g)时要吸收热量,因此1 mol C(s)与1 mol H2O(l)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)吸收的热量大于131.3 kJ,C项错误;由题图可知,1 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,D项正确。答案:C11.(2020·新课标全国 Ⅰ 卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是 (　　)A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+　B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gD.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1答案:B12.如图所示的装置中,M为金属活动性顺序中位于氢之前的金属,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述中不正确的是 (　　) A.N上有气体放出 B.M为负极,N为正极C.该装置是化学能转化为电能的装置 D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N解析:原电池中活泼金属为负极,失去电子,即M为负极;溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2,则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。答案:D13.被称为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片(在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体,在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列说法中正确的是 (　　)A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化作用C.当0.1 mol Zn完全溶解时,转移电子个数为1.204×1024D.电池正极反应式为2H2O+2MnO2+2e-2MnO(OH)+2OH-解析:反应中Zn由0价→+2价,Mn由+4价→+3价,故该电池的负极为锌,A项错误;MnO2在正极得电子,B项错误;当0.1 mol Zn溶解时,转移电子数为0.1 mol×2×6.02×1023 mol-1=1.204×1023,C项错误。答案:D14.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内A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1C.开始时,正、逆反应同时开始D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1解析:根据题图可知,反应过程中A的浓度减小,B、C的浓度增大,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项正确;前2 mi内,v(A)==0.1mol·L-1·min-1,B项正确;开始时加入的物质为A和B,没有C,C项错误;2 min时,A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.1 mol·L-1,D项正确。答案:C15.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2X(g)Y(g),(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)(乙)均达到化学平衡状态的有 (　　)①混合气体的密度　②反应容器中生成物的含量　③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比　④混合气体的压强　⑤混合气体的平均相对分子质量　⑥混合气体的总物质的量A.①②③⑤ B.①③⑤⑥ C.②③⑤ D.②③④解析:①(甲)混合气体的密度始终不变,所以不能作为平衡状态的标志,故错误;②反应容器中生成物的含量不变,说明各组分物质的量不变,达到平衡状态,故正确;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比,说明正、逆反应速率相等,故正确;④(乙)混合气体的压强始终不变,故错误;⑤混合气体的平均相对分子质量不变,说明正、逆反应速率相等,故正确;⑥(乙)混合气体的总物质的量始终不变,故错误。综上所述,C项正确。答案:C16.在容积为4 L的密闭容器中充入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 mol·L-1,下列判断中正确的是(　　)A.x=1 B.B的转化率为20%C.平衡时A的浓度为1.5 mol·L-1 D.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%解析:n(D)=0.5 mol·L-1×4 L=2 mol,所以x=2。　　　　　　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的转化率为×100%=20%,c(A)平==0.75 mol·L-1,n平=3 mol+4mol+2 mol+2 mol=11 mol,n始=6 mol+5 mol=11 mol,气体总的物质的量不变,压强不变。答案:B二、非选择题:共56分。17.(14分)(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:①本实验待测数据可以是　　　　　　　　　　　　,实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究　　　　对锌与稀硫酸反应速率的影响。 ②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是　　　　　　　　　　　,写出有关反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:表中Vx=　　　　,理由是　 。 解析:(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中,锌的质量和状态相同,硫酸的浓度不同,实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜,Cu2+的氧化性强于H+,首先发生反应Zn+Cu2+Zn2++Cu,生成的铜附着在锌表面,在稀硫酸中构成原电池,加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多时,生成的铜会覆盖在锌表面,阻止锌与稀硫酸进一步反应,产生氢气的速率会减小。①本实验待测数据可以是反应结束所需要的时间或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间,实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同,可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的关系。(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响,故应保证每组实验中其他物质的浓度相等,即溶液的总体积相等(即为20.0 mL),从而可知Vx=2.0。答案:(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间,合理即可)　硫酸浓度②探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应速率的影响Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑(2)2.0　保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他物质浓度不变18.(14分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能量转化率。请回答下列问题:(1)能源危机是当前全球性的问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。下列做法中有助于能源“开源节流”的是　　　　(填字母)。 A.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求C.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料D.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生(2)化学反应的本质是旧的化学键断裂,新的化学键形成。已知断开1 mol H—H、1 mol N≡N、1 mol N—H分别需要吸收的能量为436 kJ、946 kJ、391 kJ。那么利用N2与H2反应生成1 mol NH3需　　　　(填“放出”或“吸收”)　　　　 kJ的能量。 (3)已知一定条件下,白磷转化为红磷释放出能量,故白磷比红磷稳定性　　　　(填“强”或“弱”)。 (4)化学电源在生产生活中有着广泛的应用。①根据构成原电池的本质判断,如下反应可以设计成原电池的是　　　　(填字母)。 A.NaOH+HClNaCl+H2O B.2CO+O22CO2C.2H2O2H2↑+O2↑ D.Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2②为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了如图所示的两个实验。有关实验现象,下列说法中正确的是　　　　(填字母)。A.图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面B.图Ⅱ中产生气体的速率比图Ⅰ大C.图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ中温度计的示数D.图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等,均高于室温解析:(4)①原电池是将化学能转化为电能的装置,A项为非氧化还原反应;B项可设计成燃料电池;C项为氧化还原反应,但该反应不能自发进行,故不能设计成原电池;D项为自发的氧化还原反应。②图Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑,气泡产生于锌棒表面,而图Ⅱ装置构成原电池,Zn易失电子作负极,Cu作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,气泡产生于铜棒表面,A项错误;构成的原电池可增大化学反应速率,则图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ大,B项正确;图Ⅱ中化学能大多数转化为电能,故图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ中温度计的示数,C项正确,D项错误。答案:(1)ACD　(2)放出　46　(3)弱　(4)①BD　②BC19.(16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,实验记录如表(累计值):反应速率最大的时间段是　　　　 min(填“0~1” “1~2” “2~3” “3~4”或“4~5”),原因是　 　 。 ②3~4 min内用盐酸浓度变化表示的该反应速率为　　　　　　　　(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物质以减小反应速率,你认为不可行的是　　　　(填字母)。 A.蒸馏水 B.KCl溶液C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液(3)某温度下在容积为4 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。该反应的化学方程式是　 。 2 min内X的转化率为　　　　 。 解析:(1)①在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min内,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2~3 min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,反应速率较大。②在3~4 min内,n(H2)==0.005 mol,根据2HCl~H2,计算消耗HCl的物质的量为0.01 mol,则v(HCl)==0.025 mol·L-1·min-1。(2)A项,加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小,且不减少产生氢气的量;B项,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;C项,因酸性溶液中有N,具有强氧化性,与Zn反应无氢气生成;D项,加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,构成原电池,反应速率增大。(3)①由题图可知,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,Δn(Y)=0.2 mol,Δn(Z)=0.4 mol,Δn(X)=0.6 mol,则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)=1∶2∶3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。②2 min内X的转化率为×100%=30%。答案:(1)①2~3　该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较大②0.025 mol·L-1·min-1(2)CD　(3)①3X(g)+Y(g)2Z(g)　②30%20.(12分)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于容积为2 L的密闭容器中,使它们发生如下反应:4X(g)+5Y(g)nZ(g)+6W(g)。2 min末已生成0.3 mol W,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,试计算:(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为　　　　。 (2)2 min末时Y的浓度为　　　　　　。 (3)化学方程式中n=　　　　　。 (4)2 min末,恢复到反应前温度,体系内压强是反应前压强的　　倍。 解析:v(Z)=0.05 mol·L-1·min-1,2 min末,c(Z)=0.05 mol·L-1·min-1×2 min=0.1 mol·L-1,起始时,c(X)=0.2 mol·L-1,c(Y)=0.3 mol·L-1,2 min末,c(W)=0.15 mol·L-1。　　　　　　　4X(g)+5Y(g)nZ(g)+6W(g) 0.2 0.3 0 0 0.1 0.125 0.1 0.15 0.1 0.175 0.1 0.15(1)v(W)==0.075 mol·L-1·min-1;(2)2 min末,c(Y)=0.3 mol·L-1-0.125 mol·L-1=0.175 mol·L-1;(3)n∶6=0.1∶0.15,解得n=4;(4)在其他条件不变的情况下,反应前后气体的压强之比等于反应前后气体的总物质的量之比,p(后)∶p(前)=(0.1 mol·L-1×2 L+0.175 mol·L-1×2 L+0.1 mol·L-1×2 L+0.15 mol·L-1×2 L)∶(0.4 mol+0.6 mol)=1.05∶1。　答案:(1)0.075 mol·L-1·min-1(2)0.175 mol·L-1(3)4　(4)1.05盐熔点/℃熔化吸热/(kJ·mol-1)参考价格/(元·t-1)CaCl2·6H2O29.937.3780~850Na2SO4·10H2O32.477.0800~900Na2HPO4·12H2O35.1100.11 600~2 000Na2S2O3·5H2O45.049.71 400~1 800序号纯锌粉/g2.0 mol·L-1硫酸/mL温度/℃硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620