人教版化学必修二第二章 化学反应与能量 测试题含答案

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人教版化学必修二第二章《化学反应与能量》测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分。

第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分)
1.铜片、锌片和稀硫酸组成的铜锌原电池，工作一段时间后，铜片上有4.48 L气体(标准状况)放出，下列说法中正确的是()
A．外电路中转移电子0.2 mol
B．铜为负极，有12.8 g铜溶解
C．锌为正极，有13 g锌溶解
D．反应过程中消耗0.4 mol氢离子
2.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。

下列说法错误的是()
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
C．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(1)＋ 2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
D．外电路中每通过0.2 mol e－，锌的质量理论上减小6.5 g
3.下列说法正确的是()
A．锌锰干电池是二次电池
B．铜片、锌片、导线和番茄组成的水果电池，锌片是负极，发生还原反应
C．铅蓄电池的放电过程，从能量转换形式看是化学能转化为电能
D．原电池工作时溶液中的阳离子移向负极
4.将a g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，b g(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()
5.下列关于原电池的叙述中正确的是()
A．把电能转化为化学能的装置
B．活泼金属作正极，不活泼金属作负极
C．外电路中电子从负极流向正极
D．正极发生氧化反应
6.下列关于化学电源的说法正确的是()
A．干电池放电之后还能再充电
B．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
C．充电电池可以无限制地反复放电、充电
D．氢氧燃料电池是一种环境友好型电池
7.科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O。

下列有关说法正确的是()
A．储氢、释氢过程均无能量变化
B． NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C．储氢过程中，NaHCO3被氧化
D．释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
8.下列金属性质的比较中，能说明甲的金属性比乙强的是()
①甲与水反应比乙与水反应剧烈
②单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙
③甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强
④以甲、乙金属为电极构成原电池，甲作负极
A．①④
B．③④
C．①②③④
D．①②③
9.已知空气—锌电池的电极反应如下：
锌片电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－
可以判断石墨电极是()
A．负极，发生还原反应
B．正极，发生氧化反应
C．负极，发生氧化反应
D．正极，发生还原反应
10.化学反应中往往伴随着能量的变化，下列反应属于吸热反应的是()
A．钠和水的反应
B．氧化钙与水的反应
C．碳与水蒸气的反应
D．甲烷的燃烧反应
11.可逆反应达到最大反应限度的本质特征是()
A．正反应不再继续进行
B．正反应和逆反应都再继续进行
C．正反应和逆反应的速率都为零
D．正反应和逆反应的速率相等
12.已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。

据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)()
A． 12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B． 56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C． 12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
13.下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是()
A．金属的腐蚀
B．食物的腐败
C．塑料的老化
D．氨的合成
14.下列反应中不属于可逆反应的是()
A． Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
B． N2＋3H22NH3
C． Cl2＋H2O HCl＋HClO
D． 2NO2N2O4
15.关于如图所示装置的叙述中正确的是()
A．锌片上有气泡产生
B．铜片周围溶液氢离子浓度不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
16.恒容容器内的可逆反应N2＋3H22NH3，达到限度后，再充入一定量的氮气，下列叙述不正确的是()
A．该化学反应的限度发生改变
B．氮气和氢气的转化率都提高
C．氢气的转化率提高
D．氮气的转化率减低
17.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。

当电池工作时，有关说法正确的是()
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳粒和碳棒上发生的反应为O2＋2H2O－4e－===4OH－
C．碳棒应与玩具电机的负极相连
D．该电池工作一段时间后碳棒和碳粒的质量会减轻
18.下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程，正确的是()
A．化学能→热能→机械能→电能
B．热能→化学能→机械能→电能
C．机械能→化学能→热能→电能
D．热能→机械能→化学能→电能
19.下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是()
A．氢气在氧气中燃烧
B．焦炭在高温下与水蒸气反应
C．硫在氧气中燃烧
D．铁丝在氧气中燃烧
20.下列叙述中能表明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是()
A．在氧化还原反应中，甲失电子数比乙多
B．同价态阳离子甲比乙氧化性强
C．甲与盐酸缓慢反应放出氢气，而乙能与冷水剧烈反应放出氢气
D．甲、乙与硫酸溶液形成原电池，乙上冒气泡
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题，每小题10.0分,共40分)
21.工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中
的能量变化情况如图所示。

(1)曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。

该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化是______ kJ。

(2)选择适宜的催化剂________(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。

(3)推测反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)是______(填“吸热”或“放热”)反应。

22.原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。

(1)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是________。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的 pH 均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙(填“>”“<”或“＝”)。

③请写出图中构成原电池的负极电极反应式：________________________________。

④当甲中溶液质量增重31.5 g时，电极上转移电子数目为________。

(2)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。

通甲烷一极的电极反应方程式为____________________________________________________________。

23.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，实验记录如下(累计值)：
①哪一时间段反应速率最大min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是________________。

②求3～4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________________(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溶液以减慢反应速率，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4 L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。

①该反应的化学方程式是________________________________。

②该反应达到平衡状态的标志是________________(填字母)。

A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y的反应速率比为3∶1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
E．生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z
③2 min内Y的转化率为。

24.CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

(1)已知CH3OH(g)＋1
O2(g)CO2(g)＋2H2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是
2
________________(填字母)。

a．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
b．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2
c．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
d．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C===O键断裂，则反应达最大限度
(2)某温度下，将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中，经过4 min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2 mol·L－1,4 min内平均反应速率v(H2)＝，则CH3OH的转化率为________________。

(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。

其中负极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO32−＋6H2O。

则下列说法正确的是________________(填序号)。

①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子
答案解析
1.【答案】D
【解析】铜锌原电池中，锌为负极：Zn－2e－===Zn2＋；铜为正极：2H＋＋2e－===H2↑。

由正、负极得失电子守恒可得关系式：Zn～2e－～2H＋～ H2，当产生4.48 L(标准状况)氢气(物质的量为0.2 mol)时，需要0.4 mol氢离子，有0.4 mol电子转移。

2.【答案】B
【解析】①由锌锰碱性电池的总反应式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极；二氧化锰的化合价降低，在正极上得到电子发生还原反应。

②碱性锌锰电池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。

3.【答案】C
【解析】锌锰干电池为一次电池，故A错；水果电池中，锌片是负极，发生氧化反应，故B错；原电池在工作时，溶液中的阳离子移向正极，故D错；铅蓄电池放电时将化学能转化为电能，故
C正确。

4.【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，a g碳酸钙反应时放出二氧化碳多，排除D项。

5.【答案】C
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置。

在原电池中，活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应；不活泼金属作正极，得到电子发生还原反应；其电子在外电路中的流向是从负极流向正极，电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。

6.【答案】D
【解析】A项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，错误；B项，充电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，错误；C项，充电电池不能无限制地反复放电、充电，错误；D项，氢氧燃料电池的生成物是水，是一种环境友好型电池，正确。

7.【答案】B
【解析】化学反应均伴随能量变化，A项错；NaHCO3中Na＋与HCO间为离子键，HCO内为共价键，HCOONa中HCOO－与Na＋间存在离子键，HCOO－内为共价键，B项正确；储氢过程中，H2被氧化，则NaHCO3被还原(NaHCO3中碳元素的化合价由＋4降低到＋2)，C项错误；释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出0.1 mol H2，因不知反应所处温度、压强，不能确定0.1 mol H2的体积，D项错误。

8.【答案】C
【解析】一般来说，金属与水或酸反应产生氢气越剧烈、金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属的活动性就越强；相对活泼的金属能从盐溶液中置换出不活泼金属；当两种金属为电极构成原电池时，负极为相对活泼的金属。

9.【答案】D
【解析】根据得失电子，锌片失去电子，作负极，发生氧化反应；石墨电极上氧气得电子，作正极，发生还原反应。

10.【答案】C
【解析】①常见的放热反应：物质燃烧、金属与酸反应、金属与水反应、酸碱中和反应、铝热反应和绝大多数化合反应等。

②常见的吸热反应：绝大数分解反应、某些化合反应(如碳与二氧化碳的反应)、碳与水蒸气的反应、氯化铵晶体与Ba(OH)2·8H2O的反应等。

11.【答案】D
【解析】v正＝v逆≠0是化学平衡的实质，也是判断可逆反应达到反应限度(平衡状态)的依据。

12.【答案】A
【解析】放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。

C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；由于C O2→CO放热、CO O2→CO2放热，所以C O2→CO2比C O2→CO放出的热量要多，即D项说法正确。

13.【答案】D
【解析】金属腐蚀、食物腐败、塑料老化三者都要使其反应速率减慢；氨的合成是要加快其反应速率。

14.【答案】A
【解析】判断可逆反应的关键是看“两同”，即在“相同条件”下，能“同时”向正反应和逆反应方向进行的反应。

15.【答案】D
【解析】该装置为铜锌原电池，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。

负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子移向正极铜，铜片周围的氢离子浓度增大，并在正极上发生还原反应产生氢气，硫酸溶液的氢离子浓度减小。

16.【答案】B
【解析】该反应达到限度后，再充入一定量的氮气，条件发生改变，其反应的限度也将发生改变。

增大某一反应物(氮气)的浓度，该反应物(氮气)的转化率降低，另一种反应物(氢气)的转化率提高。

17.【答案】A
【解析】在原电池工作时，活泼金属铝作负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋，A项正确；碳棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项错；由此也可知碳棒和碳粒的质量不会改变，D项错；由于碳棒作正极，因此应与玩具电机的正极相连，C项错。

18.【答案】A
【解析】燃煤发电原理：。

19.【答案】B
【解析】选项A、C、D中的反应都是放热反应，其生成物的总能量都小于反应物的总能量；选项B中的反应是吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量。

20.【答案】D
【解析】元素金属性的强弱取决于失电子的难易，与失电子的多少无关；阳离子氧化性越强，则其对应金属的还原性越弱；金属与酸或水反应越剧烈，金属的活动性越强；当两种金属为电极构成原电池时，负极为相对活泼的金属。

21.【答案】(1)放热136.5(2)不能(3)吸热
【解析】(1)由题图知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，能量差值为510 kJ·mol－1－419 kJ·mol－1＝91 kJ·mol－1，则反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化是1.5 mol×91 kJ·mol－1＝136.5 kJ。

(2)从图中可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变，即催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热。

(3)可逆反应的正反应是放热反应，则其逆反应为吸热反应。

22.【答案】(1)①BD②>③Zn－2e－===Zn2＋④N A(2)CH4＋10OH－－8e－===CO32−＋7H2O
【解析】(1)①甲符合原电池构成条件，所以属于原电池，乙不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，选项A错误；乙不能构成原电池，氢离子在锌片上得电子发生还原反应，所以乙中铜片上没有明显变化，选项B正确；甲中铜片作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜片质量不变，乙中锌片和氢离子发生置换反应，所以质量减少，选项C错误；两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度均减小，选项D正确；②甲能构成原电池，乙不能构成原电池，作原电池负极的金属加速被腐蚀，所以在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙；③锌的金属性强于铜，锌作为负极，原电池的负极电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；④甲中正极反应为2H ＋＋2e－===H2↑，溶液质量增重31.5 g(32.5 g－1 g)时，消耗0.5 mol Zn，电极上转移电子数目为N A。

(2)通甲烷的一极为负极，碱性条件下甲烷失电子生成碳酸根离子，电极反应方程式为CH4＋10OH －－8e－===CO32−＋7H2O。

23.【答案】(1)①2～3因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快
②0.025 mol·L－1·min－1
(2)CD
(3)①3X(g)＋Y(g)2Z(g)②AC③10%
【解析】(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min时间段中，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；原因是因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；②在3～4 min时间段内，n(H2)＝0.112 L/22.4 L·mol－1＝0.005 mol，消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故v(HCl)＝0.01mol
＝
0.4L×1min
0.025 mol·L－1·min－1。

(2)加入蒸馏水，及加入KCl溶液，H＋浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故A、B正确；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有NO3−，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，错误；D项，加入CuSO4溶液，形成原电池，反应速度增大，且影响生成氢气的量，错误。

(3)①由图像可以看出，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，则反应的方程式为3X(g)＋Y(g)2Z(g)；②X、Y的反应速率比为3∶1，随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为3∶1，不能作为平衡状态的标志，故B错误；反应物和生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为平衡状态的标志，故D错误；生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z均只能表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，
×100%＝(1 mol－0.9 mol)÷1 mol×100%＝10%。

故E错误；③2 min内X的转化率＝变化物质的量
起始总物质的量
24.【答案】(1)cd
(2)0.8 mol·L－1·min－164%
(3)②③
【解析】(1)由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程，a项错误；平均反应速率之比等于化学计量数之比，H2的生成速率与CH3OH 的消耗速率之比为2∶1，b项错误；化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化，c项正确；1 mol H—O键断裂的同时2 mol C==O键断裂，说明v正＝v逆，反应达到平衡，即反应达最大限度，d项正确。

(2)将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中，经过4 min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2 mol·L－1，说明氧气反应掉(2－0.2×2) mol＝1.6 mol，根据浓度的变化量等于化学计量数之比，氢气
＝0.8 mol·L－1·min－1，根据上述分析，反应生成6.4 mol，则4 min 内平均反应速率v(H2)＝6.4mol
2L×4min
掉甲醇3.2 mol，则CH3OH的转化率为3.2÷5×100%＝64%。

(3)甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，①电池放电时，氧气得电子，则通入空气的电极为正极，错误；②电池放电时，生成的CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾，电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；③6.4 g甲醇的物质的量为0.2 mol，根据CH3OH－6e－＋8OH－===CO32−＋6H2O，电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子，正确。