2020—2021学年高中化学人教版(2019)必修第2册第六章《化学反应与能量》测试卷

第六章《化学反应与能量》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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－===2H2O
2.对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()
A．v(W)＝3v(Z)
B． 2v(X)＝3v(Z)
C． 2v(X)＝v(Y)
D． 3v(W)＝2v(X)
3.如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()
A． a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B． b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C． a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D． b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
4.等质量的两份锌粉a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量硫酸铜溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如下，其中正确的是()
A． A
B． B
C． C
D． D
5.美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，电池如下图所示：
该电池用质子(H＋)溶剂，在200 ℃左右时供电。

电池总反应为C2H5OH ＋3O2===2CO2＋3H2O。

下列说法正确的是()
A．乙醇在电池的负极上参加反应
B．电池工作时，电子由b极沿导线经灯泡再到a极
C．电池工作时，电源内部的氢离子从正极区向负极区迁移
D．电池工作时，1 mol乙醇被氧化时可转移6 mol电子
6.下列对化学变化的本质特征认识正确的是()
A．物质状态改变
B．有新物质生成
C．物质颜色改变
D．有气体放出
7.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．增加碳的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入一定量的水(g)
D．保持压强不变，充入氮气使容器体积变大
8.在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是()
A． SO2和SO3的物质的量一定相等
B． NO2和SO3的物质的量一定相等
C．平衡前后混合物的总物质的量一定相等
D． SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
9.设N2＋3H22NH3ΔH＜0的反应速率为v1，C＋H2O(g)CO＋H2ΔH＞0的反应速率为v2。

对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为()
A．均增大
B．均减小
C．v1增大，v2减小
D．v1减小，v2增大
10.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。

下列分析正确的是()
A．OE段表示的平均反应速率最大
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2℃6℃7
D．F点表示收集到的CO2的量最多
11.为了说明影响化学反应速率快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是()
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，二者的速率一样快
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉末与相同浓度的盐酸反应时，大理石粉末反应快C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别放入相同浓度的过氧化氢，其中一支试管中再加入二氧化锰，产生氧气的快慢不同
12.根据下面的信息，下列叙述正确的是()
H2(g)1molH2的共价键断裂
吸收436KJ能量
2H(g)
1 2O2(g)
1
2
molO2的共价键断裂
吸收249KJ能量
O(g)
}形成1molH2O的共价键
释放930KJ能量
H2O(g)
A． 2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量为490 kJ B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C． 1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)释放能量为245 kJ
D． 2 mol H2O(g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和低
13.下列四幅图所表示的变化中，反应速率最快的是()
A．答案A
B．答案B
C．答案C
D．答案D
14.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢气做能源的燃料电池汽车备受青睐。

我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。

氢能具有的优点包括()
℃原料来源广℃易燃烧、热值高℃储存方便℃制备工艺廉价易行
A． ℃℃
B． ℃℃
C． ℃℃
D． ℃℃
15.某课外小组自制的氢氧燃料电池如下图所示，a、b均为惰性电极。

下列叙述中不正确的是()
A． a极是负极，该电极上发生氧化反应
B． b极反应式是O2＋4OH－－4e－=== 2H2O
C．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
二、实验题(共3小题)
16.某研究性学习小组在探究淡黄色过氧化钠与水反应是放出热量还是吸收热量时设计了如图所示的实验装置。

在小试管里加入1 g 淡黄色过氧化钠，把小试管套在带支管的试管内。

在U形管内加入少量红墨水。

打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。

再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

(1)过氧化钠的电子式________________。

(2)写出上述反应的化学方程式___________________________________________________。

(3)下列各图中，表示过氧化钠与水反应的图是()
17.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。

(2)某同学选用装置℃进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_________________________________。

说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置℃进行实验(反应在丙试管中进行)。

℃若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
________________________________________________________________________。

℃若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。

(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是
吸热反应。

方法℃：选择装置________(填装置序号)进行实验；
方法℃：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

18.结合以下表中信息，回答有关问题。

(1)实验比较法是人们研究各类问题常用的方法，但在比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件。

上述表中可以比较的组合有___________________________________________________________________。

(2)上述反应速率最快的是________，最慢的是______。

(3)判断上述反应速率快慢的实验现象可以是______________________________________。

三、计算题(共3小题)
19.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
20.把1 mol X气体和0.5 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g)鸠n Z(g)＋2W(g)，2 min末生成0.2 mol W，若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，试计算：
(1)前2 min内，用X表示的平均反应速率。

(2)2 min末时Y的转化率。

(3)化学方程式中Z的化学计量数n。

21.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应x A(g)＋y B(g)鸠p C(g)＋q D(g)。

已知：平均反应速率v(C)＝v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了mol，有a mol D生成。

回答下列问题：
(1)反应2 min内，v A＝________，v B＝________。

(2)化学方程式中，x＝________，y＝________，p＝________，q＝________。

(3)反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为________。

四、填空题(共3小题)
22.反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的能量变化趋势如图所示：
(1)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。

A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
D.减小压强
(3)若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为________(填“正”或“负”)极。

铜片上产生的现象为________________，该极上发生的电极反应为___________________
____________________________________________，外电路中电子由________(填“正”或“负”，下同)极向________极移动。

23.用等质量的锌与等体积过量盐酸在不同条件下进行如下5组实验，测定收集相同条件下等体积的氢气所用时间。

回答下列问题：
(1)探究浓度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据________。

(2)探究温度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据________。

(3)探究接触面积对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据________。

(4)上述5组实验中测定收集等体积的氢气需要时间最短的是________。

(5)实验完成后，某同学又用A组实验药品滴加两滴氯化铜，发现产生氢气的速率明显加快，解释速率加快的原因是________________。

24.依据氧化还原反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)===Fe2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是____________________；电解质溶液Y是____________________。

(2)X电极上发生的电极反应式为______________________________________________。

(3)针对上述原电池装置，下列说法中不正确的是________(填字母)。

A.原电池工作时的总反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)===Fe2＋(aq)＋Cu(s)，为放热反应
B.原电池工作时，X电极流出电子，发生氧化反应
C.原电池工作时，银电极上发生氧化反应
D.原电池工作时，阳离子不断移向X电极
(4)若Y为稀硫酸，Ag极上出现的现象是__________________________________________。

答案解析
1.【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。

2.【答案】C
【解析】对于同一化学反应用不同物质表示的化学反应速率，反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比。

A项，v(W)℃v(Z)＝3℃3＝1℃1，所以v(W)＝v(Z)，A项错误；B项，
v(X)℃v(Z)＝2℃3，所以3v(X)＝2v(Z)，B项错误；C项，v(X)℃v(Y)＝2℃4＝1℃2，所以2v(X)＝v(Y)，C项正确；D项，v(W)℃v(X)＝3℃2，所以2v(W)＝3v(X)，D项错误。

3.【答案】C
【解析】在铁片、碳棒形成的原电池中，a极上有大量气泡生成，可判断a为原电池的正极(碳棒)，b为原电池的负极(铁片)，电解质溶液为硫酸，不可能是硫酸铜溶液。

4.【答案】D
【解析】等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，当向a中加入少量硫酸铜溶液，锌与置换出的铜形成原电池，使a中锌与稀硫酸反应产生氢气快，但a中因铜离子消耗了少量的锌，a中产生的氢气的量比b中产生的氢气的量要小。

5.【答案】A
【解析】℃由乙醇电池的总反应式可知，乙醇中碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入乙醇的a极为负极，通入氧气的b极为正极，正极反应式为4H＋＋ O2＋4e===2H2O。

℃该电池工作时，其外电路中，电子由负极(a极)沿导线经灯泡流向正极(b极)；内电路中的阴离子从正极移向负极，阳离子(氢离子)从负极移向正极。

℃由电池的总反应可知，1 mol乙醇被氧化时可转移12 mol电子。

6.【答案】B
【解析】化学变化的本质特征是其变化过程中有新物质生成。

物质改变状态(如液态水结冰)、改变颜色(如霓虹灯的颜色变化)、放出气体(如液氨挥发)等可能是物理变化。

7.【答案】A
【解析】增加固体碳的量，化学反应速率不变；容器的体积缩小，压强增大，化学反应速率增大；增大反应物水的浓度，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。

8.【答案】C
【解析】该反应是一个气体分子数不变的反应，平衡前后混合物的总物质的量一定相等。

密闭容
器中充入的反应物NO2和SO2的物质的量可以相同也可以不同，该反应进行的程度大小不定，所以SO2、NO2、NO、SO3的物质的量不一定相等。

注意：只有反应物消耗的物质的量与生成物增加的物质的量之间存在定量关系，它们的物质的量之比才等于其化学方程式中的化学计量数之比。

9.【答案】A
【解析】温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用。

升高温度，吸热反应速率和放热反应速率都加快。

10.【答案】B
【解析】OE、EF、FG三段时间都是 1 min，反应速率的大小可通过产生气体体积的多少来衡量。

OE段产生224 mL、EF段产生448 mL、FG段产生112 mL，因此EF段反应速率最大。

三段反应速率之比为2℃4℃1，E、F、G三点中G点产生气体最多。

11.【答案】A
【解析】镁的金属性活泼性比铝强，镁条与盐酸反应速率快；粉状大理石与盐酸接触面积大，反应速率快；光照、催化剂也可加快反应速率。

12.【答案】D
【解析】2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放出的能量为490 kJ，A项不正确；化学反应中能量变化的大小与参加反应的反应物的质量成正比，B项不正确；1 mol H2(g)跟0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)释放能量为245 kJ，C项不正确；2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)的反应是放热反应，故2 mol H2O(g)的能量比2 mol H2(g)与1 mol O2(g)的能量之和低，D项正确。

13.【答案】B
【解析】火药爆炸是瞬间完成的，溶洞形成,牛奶变质,铁桥生锈是缓慢过程。

14.【答案】A
【解析】氢能现在的缺点：一是储存问题，二是制备成本较高。

15.【答案】B
【解析】该氢氧燃料电池的两极为惰性电极(不参与电极反应)，电解质溶液为碱溶液，负极(a极)上通入的燃料氢气发生氧化反应，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极(b极)上通入的氧气发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；总反应的方程式为2H2＋O2===2H2O。

氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，是一种绿色电源。

16.【答案】(1)Na＋[]2－Na＋
(2)2Na2O2＋ 2H2O ===4NaOH ＋ O2↑
(3)B
【解析】过氧化钠与水的反应是放热反应，反应物具有的总能量高于生成物的总能量。

17.【答案】(1)℃
(2)左端液面降低，右端液面升高放热
(3)℃产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱
℃可能是放热反应某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应
(4)℃(或℃)放热
【解析】(1)装置℃可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置℃可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置℃只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。

(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。

(3)℃NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化，但发生的是物理变化，不属于化学反应，故发生的物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。

(4)用℃或℃装置可验证超氧化钾与水的反应是否为放热反应。

向包有KO2的脱脂棉中滴入几滴水，脱脂棉燃烧，说明KO2与水的反应是放热反应。

18.【答案】(1)A和B、B和C
(2)D B
(3)出现黄色沉淀的快慢
【解析】实验比较法在比较某一因素对实验产生的影响时，必须是在其他条件不变的情况下进行，不难看出A和B、B和C符合。

19.【答案】(1)587598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。

20.【答案】(1)v(X)＝0.075 mol·L－1·min－1
(2)α(Y)＝20%(3)n＝4
【解析】根据三段式解题
3X(g)＋Y(g)n Z(g)＋2W(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.5 0.25 0 0
变化浓度(mol·L－1) 0.15 0.05 0.05n0.1
0.35 0.2 0.05n0.1
(1)根据2 min末生成0.2 mol W，则消耗X 0.3 mol，v(X)＝0.3 mol÷(2 L×2 min)＝0.075 mol·L－1·min－1。

(2)α(Y)＝0.05÷0.25×100%＝20%。

(3)根据v(Z)＝Δc÷Δt＝0.05n mol·L－1÷2 min＝0.1 mol·L－1·min－1，解得n＝4。

21.【答案】(1)mol·L－1·min－1mol·L－1·min－1(2)2316(3)×100%
【解析】(1)v A＝＝＝mol·L－1·min－1
v B＝＝＝mol·L－1·min－1
同样可得v D＝mol·L－1·min－1
v C＝v A＝mol·L－1·min－1。

(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得：
x℃y℃p℃q＝v A℃v B℃v C℃v D＝℃℃℃＝2℃3℃1℃6。

(3)当D为2a mol时，B减少了a mol, B的转化率为×100%＝×100%。

22.【答案】(1)放热(2)AC (3)正产生无色气泡2H＋＋2e－===H2↑负正
【解析】(1)据能量变化图像可知该反应是放热反应。

(2)增大固体的表面积或升高温度，反应速率加快；适当增大反应物浓度反应速率也增大，但98%的浓硫酸能使铁钝化。

(3)该反应中铁是还原剂，作负极，比铁活动性差的铜应作正极。

铜片上，氢离子得到电子，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，外电路电子由负极流向正极。

23.【答案】(1)BC(2)CE(3)DE(4)E(5)Zn与Cu2＋反应生成Cu单质，在锌块表面形成Zn—Cu原电池，加快化学反应速率
【解析】
24.【答案】(1)Fe硫酸铜溶液(或氯化铜溶液等)
(2)Fe－2e－===Fe2＋
(3)CD(4)有气泡生成
【解析】(1)依据方程式可知Fe为负极，Cu2＋在正极得电子，所以电解质溶液中一定含有Cu2＋。

(2)X为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。

(3)Ag电极为正极，发生还原反应，C错误；原电池
工作时，阳离子不断移向正极(即Ag)，D错误。

(4)若Y为稀硫酸，Ag极上氢离子发生还原反应生成氢气，故有气泡生成。