新教材适用2023_2024学年高中化学第6章化学反应与能量检测试卷新人教版必修第二册

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第六章检测试卷 (时间90分钟　满分100分)一、选择题(本题包含14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意)1．(2023·北京海淀区高一检测)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( A )A．锂离子电池 B．太阳能集热器C．燃气灶 D．硅太阳能电池2．如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法不正确的是( C )A．电池内部含有电解质B．锌是负极，碳棒是正极C．电池用完后可埋入土壤D．锌锰干电池属于一次电池解析：在锌锰干电池中，活泼金属锌为负极，碳棒为正极，内部的电解质是氯化铵。锌锰干电池属于一次电池，不能反复充电放电。通常干电池中含有重金属，随意丢弃能造成环境污染，废旧电池要分类回收。3．为实现碳中和，某科学设想拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O===2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是( C )A．水的分解反应是放热反应B．此反应是把化学能转化为热能而储存起来C．使用氢气作燃料有助于控制温室效应D．在这一反应中，热能转化为化学能解析：此过程是把光能转化为化学能而储存起来，使用了氢能，就减少了化石燃料的使用，减少了二氧化碳的排放，有助于控制温室效应。4．(2022·张家界高一检测)用锌棒、铁棒和硫酸铜溶液组成原电池，正极上发生的反应为( B )A．Fe－2e－===Fe2＋ B．Cu2＋＋2e－===CuC．Fe－3e－===Fe3＋ D．Zn－2e－===Zn2＋解析：根据两极金属活动性可确定锌为负极，铁为正极；负极金属本身失去电子，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋；溶液中的阳离子在正极上得电子，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。5．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( A )A．增加碳的量B．将容器的体积缩小一半C．保持体积不变，充入一定量的H2O(g)D．保持压强不变，充入氮气使容器体积变大解析：增加固体碳的量，化学反应速率不变；容器的体积缩小，反应相关气体的浓度增大，化学反应速率增大；增大反应物H2O(g)的浓度，化学反应速率增大；充入氮气使容器体积变大，反应相关气体的浓度减小，化学反应速率减小。6．(2023·宝鸡高一检测)2022年4月27日～29日“第七届中国国际新能源大会”在四川成都举办。新能源汽车可在实现碳达峰、碳中和目标中起到中流砥柱作用。某款燃料汽车采用氢氧燃料电池，其电池反应为2H2＋O2===2H2O，电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是( D )A．此电池能发出蓝色的火焰，总的电池反应为2H2＋O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2H2OB．通入H2的一极为正极，通入O2的一极为负极C．工作时电子从负极经KOH溶液进入正极D．负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O解析：该电池中燃料不燃烧，是直接将化学能转化为电能，所以不能发出蓝色火焰，总的电池反应为2H2＋O2===2H2O，A错误；通入H2的一极发生了失电子的氧化反应，是负极，氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，是正极，B错误；工作时电子从负极经导线流向正极，不能进入KOH溶液，C错误；负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以负极发生的反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，D正确。7．(2023·怀化高一检测)在一定温度下，某容器内的某一反应中，X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是( A )A．t1 min时，Y的浓度是X的浓度的2倍B．反应的化学方程式为X2YC．t2 min时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态D．t3 min时，X、Y的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零解析：由题图知，反应中Y的物质的量减少，X的物质的量增多，则Y为反应物，X为生成物，Y、X的物质的量变化量之比为(8－2) mol∶(5－2)mol＝6∶3＝2∶1，则化学方程式为2YX，t1 min时X的物质的量为3 mol，Y的物质的量为6 mol，因此Y的浓度是X的2倍，故A项正确，B项错误；在t2 min时，X和Y的物质的量相等，但反应未达到平衡，故正、逆反应速率不相等，故C项错误；在t3 min时，X和Y的物质的量不再随时间的变化而变化，反应达到平衡，此时正、逆反应速率相等，但不为零，故D项错误。8．(2023·临沂高一检测)下列说法正确的是( A )A．已知石墨转化为金刚石是吸热反应，所以石墨比金刚石稳定B．白居易《赋得古原草送别》：“野火烧不尽，春风吹又生。”主要涉及吸热反应C．灼热的炭与CO2的反应既是氧化还原反应又是放热反应D．苏轼：“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”主要涉及放热反应解析：石墨转化为金刚石为吸热反应，说明石墨的能量低，石墨稳定，A正确；燃烧为放热反应，B错误；碳和二氧化碳的反应为吸热反应，C错误；“投泥泼水愈光明”是指高温下碳和水蒸气反应，该反应为吸热反应，D错误。9．下列措施对改变反应速率的影响正确的是( A )A．在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量，能增大反应速率B．CaCO3与稀盐酸反应，加入NaCl溶液，反应速率升高C．K2SO4溶液与BaCl2溶液反应，加入KCl固体，将加快反应速率D．Zn与稀硫酸反应制取H2，改用98%的浓硫酸将加快H2的生成速率解析：温度和容器容积一定时，增加氮气的量，反应物(氮气)的物质的量浓度会增大，反应速率增大，故A正确；加入NaCl溶液，会稀释盐酸，溶液中的c(H＋)降低，化学反应速率降低，故B错误；实际反应的离子只有Ba2＋和SOeq \o\al(2－,4)，加入KCl固体，其含有的K＋和Cl－并没有参与反应，化学反应速率不变，故C错误；Zn与浓硫酸反应生成SO2，并不会生成氢气，不能加快生成氢气的速率，故D错误。10．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( C )A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴离子和阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动解析：锌铜原电池，锌是负极，铜是正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；甲池的SOeq \o\al(2－,4)不参加反应，浓度不变，故B错误；锌铜原电池，锌是负极，铜是正极，铜离子在铜电极上被还原成铜，锌离子通过阳离子交换膜进入乙池，根据得失电子守恒，每析出64 g铜，就补充65 g锌离子，所以电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加，故C正确；由于中间存在阳离子交换膜，只有阳离子能通过，阴离子不能通过，故D错误。11．(2023·河南濮阳一高高一期中)为了说明影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是( C )解析：大理石块与大理石粉末相比，大理石粉末与盐酸的接触面积大，反应速率快，A正确；光照比暗处温度高，则光照可以加快浓硝酸的分解，B正确；金属越活泼，与酸反应越剧烈，则Mg与盐酸反应速率快，C不正确；催化剂可加快反应速率，则加入少量二氧化锰粉末时双氧水产生氧气快，D正确。12．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能为( B )A．Y2为0.4 mol·L－1B．Z为0.3 mol·L－1C．X2为0.2 mol·L－1D．Z为0.4 mol·L－1解析：若Z完全转化为反应物，则Y2为0.4 mol·L－1，X2为0.2 mol·L－1但是可逆反应不能完全转化，因此Y2的平衡浓度小于0.4 mol·L－1，X2的平衡浓度小于0.2 mol·L－1，选项A、C错误；若反应物完全转化为生成物，则Z为0.4 mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此Z小于0.4 mol·L－1，Z为0.3 mol·L－1是有可能的，选项B正确，D错误。13．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L－1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化)，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示：资料显示，反应分两步进行：2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑；H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( D )A．Fe2＋的作用是增大过氧化氢的分解速率B．反应①②均是放热反应C．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)是吸热反应D．0～6 min内的平均反应速率v(H2O2)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1解析：Fe3＋作催化剂，增大过氧化氢的分解速率，Fe2＋是中间产物，A项错误；根据图像可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，B项错误；根据图像可知，反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，C项错误；0～6 min内生成氧气0.001 mol，消耗H2O2 0.002 mol，则平均反应速率v(H2O2)＝eq \f(0.002 mol,0.01 L×6 min)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1，D项正确。14．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是( B )A．PbO2是电池的负极B．负极的电极反应式为Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4C．铅酸蓄电池放电时，每转移2 mol电子消耗1 mol H2SO4D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g解析：铅酸蓄电池放电时，是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，A项错误；负极上Pb失电子后和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4，B项正确；1 mol Pb反应转移2 mol电子，消耗2 mol H2SO4，C项错误；放电时两电极质量均增加，负极的电极反应式为Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4，每转移1 mol电子时电极质量增加48 g，正极的电极反应式为PbO2＋SOeq \o\al(2－,4)＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O，每转移1 mol电子时电极质量增加32 g，D项错误。二、非选择题(本题包含4个小题，共58分)15．(14分)(2023·天津河东区高一检测)(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)： Y2X　。②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是_bd__。(2)如图2所示是可逆反应X2＋3Y22Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是_BD__。A．t1时，只有正方向反应在进行B．t2时，反应达到最大限度C．t2～t3，反应不再进行D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化解析：(1)①从浓度变化趋势来看，X为生成物，Y为反应物。15 min时X增加了0.4 mol·L－1，Y减小了0.2 mol·L－1，故X、Y的化学计量数之比为2∶1，10～25 min内，X、Y的浓度不发生变化，达到化学平衡状态，则该反应为可逆反应，化学方程式为Y2X。②b、d两点处于化学平衡状态。(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正、逆反应均在进行。根据题图可知，t2前反应处于非平衡状态，t2后，正、逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确。16．(14分)锡是“五金”之一。早在远古时代，人们便发现并使用锡了。据考证，我国周朝时，锡器的使用已十分普遍，Sn能与H2SO4反应，化学方程式为Sn＋H2SO4===SnSO2＋H2↑，其能量变化趋势如图所示：(1)该反应为_放热__反应(填“吸热”或“放热”)。(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是_AC__(填字母)。A．改锡片为锡粉B．加入少量醋酸钠固体C．滴加少量CuSO4D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸(3)若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为_正__(填“正”或“负”)极。石墨棒上产生的现象为_有气泡产生__，该极上发生的电极反应为 2H＋＋2e－===H2↑　，稀硫酸的作用是传导离子、_作正极反应物__，原电池工作时溶液中的SOeq \o\al(2－,4)移向_负__(填“正”或“负”)极。(4)实验后同学们经过充分讨论，观察原电池反应特点，认为符合某些要求的化学反应都可以通过原电池来实现。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_C__。A．CO2＋H2O===H2CO3B．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OC．2H2＋O2===2H2OD．CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O以稀H2SO4为电解质溶液，将所选反应设计成原电池，该电池负极反应为 H2－2e－===2H＋　。解析：(1)由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；(2)改锡片为锡粉，增大接触面积，反应速率增大，选项A正确；加入少量醋酸钠固体，与氢离子反应生成弱酸，使氢离子浓度降低，反应速率降低，选项B错误；滴加少量CuSO4，与锡反应产生的铜与锡形成原电池，加快反应速率，选项C正确；改稀硫酸为98%的浓硫酸，具有强氧化性，与锡反应不生成氢气，选项D错误；(3)该反应中锡为还原剂，为负极，则石墨为正极；石墨棒上氢离子得电子产生氢气，则产生的现象为有气泡产生，该极上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，稀硫酸的作用是传导离子、作正极反应物，原电池工作时溶液中的阴离子SOeq \o\al(2－,4)移向负极；(4)反应CO2＋H2O===H2CO3不是氧化还原反应，不能设计成原电池，选项A错误；反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，选项B错误；反应2H2＋O2===2H2O中氢、氧元素化合价发生变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，选项C正确；反应CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O为复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，选项D错误；以稀H2SO4为电解质溶液，将所选反应设计成原电池，该电池负极上氢气失电子产生H＋，电极反应为H2－2e－===2H＋。17．(14分)(1)如图为甲烷燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从_b__(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的_负__(填“正”或“负”)极。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2OB极：O2＋4e－===2O2－则A极是电池的_负__极；电子从该极_流出__(填“流入”或“流出”)。(3)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。①Zn是_负__极，Ag2O发生_还原__反应。②电子由_Zn__极流向_Ag2O__极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是_32.5__g。③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量_不变__(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)甲烷燃料电池中，电子从负极经外电路向正极移动，X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。(2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。②发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，当电路中通过1 mol电子时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。③根据电极的总反应方程式可知，电池使用过程中KOH的物质的量不变。18．(16分)通过化学反应可以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源的利用率。请回答下列问题：(1)工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量_小于__(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。①用N2表示的化学反应速率为_0.25_mol·L－1·min－1__。②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是_ad__(填字母)。a．N2的转化率达到最大值b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2c．体系内气体的密度保持不变d．体系内物质的平均相对分子质量保持不变(3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度_降低__(填“升高”或“降低”)。反应过程_①__(填“①”或“②”)的能量变化可用图乙表示。(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙所示：①则电极d是_正极__(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　。②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为_11.2__L。解析：(1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化，所以将10 mol N2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20 mol，放出的热量小于920 kJ。(2)①v(NH3)＝eq \f(\f(10 mol,2L),10 min)＝0.5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝eq \f(1,2)v(NH3)＝eq \f(1,2)×0.5 mol·L－1·min－1＝0.25 mol·L－1·min－1。②反应进行到最大限度，即达到平衡状态，N2的转化率达到最大值，则说明反应达到平衡状态，a项正确；N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度保持不变，无法说明反应达到平衡状态，b项错误；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，c项错误；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，若物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态，d项正确。(3)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸收热量，则反应后②中的温度降低；Al与盐酸反应放出热量，从图乙中能量变化可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则可表示反应过程①的能量变化。(4)①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②原电池中正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当转移2 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 mol，在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。选项实验结论A在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉末分别与相同浓度的盐酸反应大理石粉末反应快B相同浓度、相同体积的浓硝酸分别放在暗处和强光处光照可以加快浓硝酸的分解C相同大小、相同形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应二者的化学反应速率相等D室温下，向两支试管中分别加入相同浓度、相同体积的双氧水，再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末二者产生氧气的快慢不同t/min0246V(O2)/mL09.917.522.4