课时作业8：章末综合测评2

章末综合测评(二)
(满分：100分时间：60分钟)
可能用到的相对原子质量：H—1C—12N—14O—16Na—23P—31 S—32Cl—35.5Cu—64Ag—108Ba—137
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分。

每小题只有1个选项符合题意)
1．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。

下列有关分析不正确的是()
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变为电能
解析在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断A 极为负极，A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正确；推广可再生能源有利于经济可持续发展，C正确；光伏电池发电是将光能直接转化为电能，D正确。

答案A
2．如图所示，ΔE1＝393.5 kJ，ΔE2＝395.4 kJ，下列说法正确的是()
A．1 mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量
B．石墨和金刚石之间的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．1 mol金刚石具有的总能量高于1 mol CO2的总能量
解析石墨转化为金刚石的过程中有旧化学键的断裂也有新化学键的生成，属于化学变化，B项错误；根据图示可知，1 mol石墨和1 mol O2(g)具有的总能量低于1 mol金刚石和1 mol O2(g)具有的总能量，可见1 mol石墨的能量低于1 mol 金刚石的能量，故石墨比金刚石稳定，C项错误；石墨转化为金刚石需吸收的热量＝ΔE2－ΔE1＝395.4 kJ－393.5 kJ＝1.9 kJ，A项正确；由图可知，1 mol金刚石和1 mol O2(g)的总能量高于1 mol CO2(g)的总能量，D项错误。

答案A
3．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
解析冷水温度低，会降低反应速率。

答案D
4．已知密闭容器中进行的合成氨反应为N2＋3H22NH3，该反应为放热反应。

下列判断正确的是()
A．1 mol N2和3 mol H2的能量之和与2 mol NH3具有的能量相等
B．反应过程中同时有1.5 mol H—H键、3 mol N—H键断裂时，N2的浓度维持不变
C．降低NH3的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．当反应速率满足v(N2)∶v(H2)＝1∶3时，反应达到最大限度
解析合成氨反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A项错误；反应过程中有1.5 mol H—H键、3 mol N—H键同时断裂时，反应达到平衡，N2的浓度不变，B项正确；降低NH3的浓度，正反应速率不会增大，C项错误；任何时刻都满足v(N2)∶v(H2)＝1∶3，D项错误。

5．一定条件下，可逆反应2A B＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是()
选项正反应速率逆反应速率
A v A＝2 mol·L－1·min－1v B＝2 mol·L－1·min－1
B v A＝2 mol·L－1·min－1v C＝2 mol·L－1·min－1
C v A＝1 mol·L－1·min－1v B＝2 mol·L－1·min－1
D v A＝1 mol·L－1·min－1v C＝1.5 mol·L－1·min－1
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v A＝1 mol·L－1·min－1，逆反应速率v C＝1.5 v A(逆)，v A(逆)＝1 mol·L－1·min－1二者相等，说明反应达到了平衡状态。

答案D
6．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：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
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。

7．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。

下列说法不正确的是()
A．正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大其与氧气的接触面积
D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用
解析根据电池总反应可知，铝板作负极，电极反应式为Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3，铂网作正极，氧气在正极上发生反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故A项正确；原电池工作时，电流由正极铂电极沿导线流向负极铝电极，故B项错误；网状的铂可以增大其与氧气的接触面积，加快反应速率，C项正确；Al作负极，工作时失电子而损耗，故该电池只需更换铝板便可继续使用，D项正确。

答案B
8．为了探究影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验，下列叙述不正确的是()
A．将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应，二者反应速率相等
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应更快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热两支试管，产生氧气的速率不同
解析影响化学反应速率的因素有很多，外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外，光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。

A项中由于镁的活泼性比铝强，故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。

答案A
9．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
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。

答案D
10．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－1B．c(Y2)＝0.5 mol·L－1
C．c(X2)＝0.2 mol·L－1D．c(Y2)＝0.6 mol·L－1
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－1Z，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。

答案B
11．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。

在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：
H 2O 2＋I －―→H 2O ＋IO － 慢
H 2O 2＋IO －―→H 2O ＋O 2＋I － 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A ．反应速率与I －浓度有关
B ．IO －也是该反应的催化剂
C ．反应活化能等于98 kJ·mol －1
D ．v (H 2O 2)＝v (H 2O)＝v (O 2)
解析 H 2O 2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I －浓度越大，反应速率越快，A 项正确；根据分解机理可确定该反应的催化剂为I －，而IO －为中间产物，B 项错误；根据所给信息无法确定该反应的活化能，C 项错误；反应速率关系为v (H 2O 2)＝v (H 2O)＝2v (O 2)，D 项错误。

答案 A
12．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的电极反应如下：
X 极：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －；
Y 极：2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O
下列判断正确的是( )
A ．X 是正极，发生氧化反应
B ．该电池可用稀硫酸作为电解质溶液
C ．供电时Y 极附近的酸性减弱
D ．使用时若生成1 mol H 2O 则转移2 mol 电子
解析 X 极发生还原反应，A 不正确；由Y 极电极反应式可知，电池应用碱液作电解质溶液，OH －被消耗，酸性增强，B 、C 都不正确；X 、Y 两极反应式加和为：2H 2＋O4e －
2===2H 2O ，每生成1 mol H 2O 转移2 mol 电子。

答案 D
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(14分)氢气是一种理想的新能源，发展氢能汽车的关键是氢气的制备及储存
技术。

制备氢气通常有下列方法：①电解水制氢2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑；②高
温使水分解制氢2H 2O=====高温2H 2↑＋O 2↑；③太阳能催化分解水制氢2H 2O =====TiO 2太阳能
2H 2↑＋O 2↑；④天然气制氢CH 4＋H 2O=====高温CO ＋3H 2。

(1)你认为最为节能的方法是________(填序号)。

(2)破坏1 mol 氢气中的化学键需要吸收436 kJ 能量，破坏1/2 mol 氧气中的化学键需要吸收249 kJ 的能量，形成水分子(气态)中1 mol H—O 键能够释放463 kJ 能量，则由氢气和氧气生成27 g 水蒸气放出的热量为________ kJ 。

(3)利用CH 4制H 2产生的CO 可设计燃料电池，其电解质溶液为KOH 溶液，电
池总反应的离子方程式为2CO ＋O 2＋4OH －===2CO 2－3＋2H 2O ，电池负极的电极
反应式为____________________________，电池工作时，电池正极附近溶液的pH____________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析 (1)电解、高温获取H 2都需要很高能量，而在催化剂作用下利用取之不尽的太阳能来分解H 2O 获取H 2是最为节能的方法。

(2)2 mol H 2(g)、1 mol O 2(g)生成H 、O 原子吸收的总能量＝2×436 kJ ＋2×249 kJ ＝1 370 kJ ，H 、O 原子生成2 mol H 2O(g)释放的能量＝4×463 kJ ＝1 852 kJ ，故2 mol H 2与1 mol O 2完全反应生成2 mol H 2O(g)所释放的能量＝1 852 kJ －1 370
kJ ＝482 kJ ，而生成27 g(1.5 mol)水蒸气释放的能量＝1.5 mol 2 mol ×482 kJ ＝361.5 kJ 。

(3)根据电池反应可知，CO 在电池负极失去电子生成CO 2，生成的CO 2被OH －
吸收生成CO 2－3，故负极的电极反应式为CO －2e －＋4OH －===CO 2－3＋2H 2O ，O 2
在正极获得电子生成OH －，电极反应式为12O 2＋2e －＋H 2O===2OH －，正极产生
OH －，所以正极附近溶液的pH 增大。

答案 (1)③ (2)361.5 (3)CO －2e －＋4OH －===CO 2－3＋2H 2O 增大
14．(14分)下图是将SO 2 转化为重要的化工原料H 2SO 4的原理示意图。

请回答下列问题：
(1)该装置将________能转化为________能，电流方向为________(填“b →a ”或“a →b ”)。

(2)催化剂b 表面O 2发生____________反应，其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。

(3)催化剂a 表面的电极反应式：__________________________________。

(4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO 2与加入的H 2O 的质量比为________。

解析 (1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b →a 。

(2)由图示可看出，电子由a 表面转移到b 表面，因此a 表面发生氧化反应，由题意SO 2转化为H 2SO 4发生氧化反应，因此催化剂a 表面SO 2发生氧化反应，催化剂b 表面O 2发生还原反应生成H 2O ，消耗H ＋，其附近酸性减弱。

(3)催化剂a 表面是SO 2失去电子生成硫酸，电极方
程式为SO 2＋2H 2O －2e －===SO 2－4＋4H ＋。

(4)催化剂a 处的反应为：SO 2＋2H 2O
－2e －===SO 2－4＋4H ＋，催化剂b 处的反应为：12
O 2＋2H ＋＋2e －===H 2O ，总方程式为：SO 2＋H 2O ＋12O 2===H 2SO 4，设加入的SO 2为x g ，H 2O 为y g ，则生成硫酸
的质量为x g ×18 g·mol －164 g·mol －1，反应后水的质量为y －x g ×18 g·mol －1
64 g·mol －1
，根据硫酸的浓度仍为49%，可以求得x ∶y ＝8∶15。

答案 (1)化学 电 b →a
(2)还原 减弱
(3)SO 2＋2H 2O －2e －===SO 2－4＋4H ＋
(4)8∶15
15．(14分)经研究知Cu 2＋对H 2O 2分解也具有催化作用，为比较Fe 3＋和Cu 2＋对H 2O 2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FeCl 3改为Fe 2(SO 4)3更为合理，其理由是________________________________________________________，
写出H 2O 2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
2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑
(2)分液漏斗 收集40 mL 气体所需要的时间
16．(10分)(1)锂空气电池比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力，是传统锂离子电池容量的10倍，其工作原理示意图如下。

放电时，b 电极为电源的________极，电极反应式为________________________，充电时，a 电极应与外接电源________极相连。

(2)汽车尾气中CO 、NO 2在一定条件下可发生反应4CO(g)＋2NO 2(g) 4CO 2(g)＋N 2(g)，一定温度下，向容积固定的2 L 的密闭容器中充入一定量的CO 和NO 2，NO 2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

①0～10 min 内该反应的平均速率v (CO)＝________，从11 min 起其他条件不变，
压缩容器的容积变为1 L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。

②恒温恒容条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填序号)。

A．容器内混合气体颜色不再变化
B．容器内的压强保持不变
C．容器内混合气体密度保持不变
解析(1)电池放电时属于原电池，电极a为Li电极，为负极，发生氧化反应，b 为正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；电池充电时，相当于原电池的逆过程，a应该与外接电源的负极相连。

(2)①v(CO)＝4
2v(NO2)＝2×
0.6 mol－0.3 mol
2 L
10 min＝0.03 mol·L－
1·min－1，从11 min起其
他条件不变，压缩容器的体积为1 L，压强增大，在这一瞬间NO2的物质的量不变，在新的条件下建立平衡，建立新平衡的过程中，NO2的物质的量减小，则曲线d符合n(NO2)的变化。

②容器内混合气体颜色不再变化，说明二氧化氮的浓度不变，即反应达到平衡状态，A项正确；因反应前后的气体分子数不一样，所以容器内的压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；容器内混合气体密度始终保持不变，C项错误。

答案(1)正O2＋2H2O＋4e－===4OH－负
(2)①0.03 mol·L－1·min－1d②C。