高中第二章 化学反应与能量综合与测试课后练习题

这是一份高中第二章 化学反应与能量综合与测试课后练习题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括16个小题，每个小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于能量转换的认识中，不正确的是 (　　)
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
答案　D
解析　白炽灯工作时，会发热，因此一部分电能转化为热能。
2．下列说法不正确的是 (　　)
A．原电池负极被氧化
B．任何化学反应都能设计成原电池
C．化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变
D．化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变
答案　B
解析　原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。
3．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，关于该反应的下列说法正确的是(　　)
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生
答案　B
解析　放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，二者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能发生，故B项正确，D项错误。
4．下列反应条件的控制中不恰当的是 (　　)
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
答案　D
解析　冷水温度低，会降低反应速率。
5．在可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反应为放热反应)中，改变下列条件，不能使v正增大的是 (　　)
A．升高温度 B．降低温度
C．使用催化剂 D．增大CO浓度
答案　B
解析　不论反应是放热还是吸热，升高温度会增大反应速率，而降低温度会减慢反应速率；增大反应物浓度，会加快反应速率。
6．在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡状态的是 (　　)
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
答案　C
解析　选项A，由于该反应是一个气体体积增大的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应达到化学平衡状态；选项B，根据v正(CO)＝v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态；选项C，二者表示的都是正反应，不能说明反应达到化学平衡状态；选项D，1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键，即消耗1 mol H2，同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态。
7．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是 (　　)

正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2 mol·L－1·min－1
vB＝2 mol·L－1·min－1
B
vA＝2 mol·L－1·min－1
vC＝2 mol·L－1·min－1
C
vA＝1 mol·L－1·min－1
vB＝2 mol·L－1·min－1
D
vA＝1 mol·L－1·min－1
vC＝1.5 mol·L－1·min－1
答案　D
解析　将逆反应速率根据化学方程式统一换算成A表示的反应速率，即A的生成速率。D项，正反应速率即A的消耗速率vA＝1 mol·L－1·min－1，逆反应速率vC＝1.5 vA(逆)，vA(逆)＝1 mol·L－1·min－1二者相等，说明反应达到了平衡状态。
8．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是 (　　)

A．化学方程式为：2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
答案　D
解析　由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是：2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
9．某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是 (　　)
A．用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中
B．用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中
C．用锌片、铜片作电极插入番茄中
D．用铜片、铁片作电极插入酒精中
答案　C
解析　要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极材料，其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜和石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，可作电解质溶液。
10．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中 (　　)
①铝合金是阳极　②铝合金是负极　③海水是电解质溶液　④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
答案　A
解析　分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt－Fe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。
11．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．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　D
解析　水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变；铁遇浓硫酸会产生钝化现象，不再产生氢气；压强的改变只能适用于有气体参加的反应；增大固体的表面积可以加快反应速率。
12．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 (　　)
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)
恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)
反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
答案　D
解析　A项，该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变，即Br2的百分含量保持不变，反应处于平衡状态；B项，该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变，说明NO2和N2O4的物质的量保持不变，反应处于平衡状态；C项，该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变，说明CO2的质量保持不变，反应处于平衡状态；D项，对于化学反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)＝3∶1的混合气体，或加入的是纯NH3，在反应从开始到化学平衡状态，始终是n(H2)∶n(N2)＝3∶1，因此，n(H2)∶n(N2)＝3∶1的状态不一定是平衡状态。
13．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中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，各物质的浓度有可能是 (　　)
A．c(Z)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y2)＝0.5 mol·L－1
C．c(X2)＝0.2 mol·L－1 D．c(Y2)＝0.6 mol·L－1
答案　B
解析　若反应向正反应方向进行，0.1 mol·L－1 X2与0.3 mol·L－1 Y2完全转化可生成0.2 mol·L－1 Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 mol·L－1；若反应向逆反应方向进行，0.2 mol·L－1 Z全部分解转化生成0.1 mol·L－1 X2和0.3 mol·L－1 Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 mol·L－1，Y2的浓度应小于0.6 mol·
L－1。
14．如图所示的装置中，M为金属活动性顺序表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．是化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
答案　D
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)。
15．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 (　　)
①增加C的量　②将容器的体积减小一半　③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大　④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
答案　C
解析　C为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响；容器的体积减小，则体系的压强增大，反应速率增大；充入氮气使体系的压强增大，但由于容器体积不变，反应混合物中各成分的浓度不变，所以化学反应速率不变；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，反应混合物中各成分的浓度减小，反应速率变慢。
16．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有(显中性的)食盐水和(显酸性的)氯化铵溶液，各加入生铁(含C、Fe)块，a、b中均能构成原电池而使铁分别被O2和H＋腐蚀，放置一段时间。下列有关描述错误的是 (　　)
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中O2得电子，b试管中H＋得电子
答案　B
解析　a为中性环境，Fe失电子，O2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，Fe失电子，H＋得e－，有H2放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边液面变为左高右低，故B项错。
二、非选择题(本题共5个小题，共52分)
17．(10分)(1)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。
①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和
⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败
(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是________，负极的电极反应式是_______________________________________________________。
(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25 g，铜表面析出了氢气________L(标准状况)，导线中通过________mol电子。
(4)某化学反应，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1＞E2，则该反应为________热反应，该反应过程可以看成______________________。
中和反应都是________热反应，其实质是______________________________。
答案　(1)②③④⑤⑥　①　(2)铜　Cu－2e－===Cu2＋
(3)1.12　0.1　(4)放　储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来　放　酸电离出的H＋与碱电离出的OH－结合生成弱电解质水：H＋＋OH－===H2O
18．(11分)在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大而________最小(为零)(填“v正”或“v逆”)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
答案　(1) mol·L－1　 mol·L－1　0　v正　v逆
(2)减小　减小　增大　减小　增大
(3)相等　保持不变
解析　在化学平衡建立的过程中，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小为0，随反应进行c(H2)和c(I2)逐渐减小，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到平衡时，v正＝v逆，反应体系中各组分的浓度、百分含量、各组分的分压等不发生变化。
19．(10分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O
2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：
(1)分解海水时，________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(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如下：
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
答案　(1)太阳　化学　催化剂　化学　电　H—O　吸热　(2)负　流出
解析　科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，又电子的流向与电流方向相反，故电子从该极流出。
20．(10分)经研究知Cu2＋对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
(1)定性分析：如图甲可通过观察_____________________________________，
定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_________________________________________________________________，
写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_________________ ________________________________________________。

(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为________，实验中需要测量的数据是____________________________________________________________。
答案　(1)反应产生气泡的快慢　控制阴离子相同，排除阴离子的干扰　2H2O22H2O＋O2↑
(2)分液漏斗　收集40 mL气体所需要的时间
21．(11分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应_____________________________________________
银片上发生的电极反应______________________________________________
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023
mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C)
答案　(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L　②3.9×104 C
解析　(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；银片作正极，其电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。电池总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋ H2↑
65 g　　　　　　　22.4 L
60 g－47 g＝13 g　　x
x＝13 g×22.4 L·mol－1÷65 g·mol－1＝4.48 L。
②反应消耗的锌为13 g÷65 g·mol－1＝0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2＋时，转移2 mol e－，则通过的电量为0.20 mol×2×6.02×1023 mol－1×1.6×10－19 C＝3.9×104 C。