追俊学校高中化学2 化学反与能量转化质量检测(二)化学反与能量转化高一2化学试题

皇泉州民德市追俊学校专题质量检测（二）化学反
与能量转化
时间：60分钟满分：100分
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是( )
解析：选D A项，该装置是电解池，电能转化为化学能，错误；B项，该装置是动能转化为电能，错误；C项，该装置是太阳能转化为热能，错误；D项，干电池是把化学能转化为电能，正确。

2．电池是人类生产和生活中重要的能量来源。

各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：选C A项，锌锰干电池中的碳棒为正极，不参加反，所以碳棒不会变细，错误；B项，氢氧燃料电池可将化学能直接转化为电能，错误；C项，氢氧燃料电池发生的反是氢气与氧气反生成水，所以氢气在负极发生氧化反，正确；D项，太阳能电池的主要材料是硅单质，错误。

3．已知298 K时，合成氨的反N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反。

测得反放出的热量为(假测量过程中没有能量损失)( )
A．一小于92.0 kJ B．一大于92.0 kJ
C．一于92.0 kJ D．无法确
解析：选A 由于氮气与氢气合成氨气的反是可逆反，反物不能完全转化为生成物，所以1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反，反放出的热量小于92.0 kJ。

4．下列说法正确的是( )
A．在化学反中，化学能只可以转化为热能
B．合成氨反N2＋3H22NH3，当N2、H2、NH3浓度相时该反达到了最大限度
C．合成氨反N2＋3H22NH3中，升高温度，该反速率减小
D．化学键的断裂和形成是化学反中能量变化的主要原因
解析：选D A项，在化学反中，化学能可以转化为热能，也可以转化为其他能量，如电能、光能，错误；B项，合成氨反中，N2、H2、NH3的浓度相时，反不一达到最大限度，错误；C项，升高温度，化学反速率加快，错误；D项，化学键的断裂和形成是化学反中能量变化的主要原因，正确。

5．在一温度下，可逆反2A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)达到平衡的标志是( )
A．C的生成速率和B的消耗速率相
B．v正(A)＝2v正(B)
C．2v正(A)＝v逆(B)
D．反混合物中A、B、C、D的质量分数不再发生变化
解析：选D A项，不论是否平衡，C的生成速率和B的消耗速率相，错误；B项，v正(A)＝2v正(B)，反速率都表示反正向进行，不能判断反是否处于平衡状态，错误；C项，当v正(A)＝2v逆(B)时，反才达到
平衡状态，错误；D 项，反处于平衡状态时，任何一物质的消耗速率与产生速率相，混合物中A 、B 、C 、D 的质量分数不再发生变化，正确。

6．把镁条投入到盛有稀硫酸的敞口容器中，产生H 2的速率如图所示，在下列因素中，①H ＋
的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度
④SO 2－
4的浓度，影响反速率的因素是( )
A ．①④
B ．①②③
C ．②③
D ．③④
解析：选B O ～t 1时间段开始时，反速率增大幅度不大，O ～t 1时间段后半段，反放热，温度升高，反速率增大；t 1时刻后，反速率减小，因为c (H ＋
)减小，镁条被消耗表面积减小，因此影响反速率的因素是H
＋
的浓度、镁条的表面积和溶液的温度。

7．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( ) A ．电池Ⅰ中锌是正极 B ．电池Ⅱ是一次电池
C ．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反
D ．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
解析：选D 电池Ⅰ是原电池，Zn 作负极，A 错误；电池Ⅱ是二次电池，B 错误；电池Ⅲ是氢氧燃料电
池，氢气是负极反物，发生氧化反，C 错误；电池Ⅳ是锌锰干电池，锌作负极，失电子，电子从锌通过外电路流向碳棒，D 正确。

8．已知在25 ℃、101 kPa 下，1 g C 8H 18(l)燃烧生成CO 2和液态H 2O 时放出48.40 kJ 的热量，表示上述反的热化学方程式正确的是( )
A ．C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g) ΔH ＝－48.40 kJ·mol －1
B ．
C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l)
ΔH ＝－5 517.6 kJ·mol －1
C ．C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g)
ΔH ＝5 517.6 kJ·mol －1
D ．2C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l) ΔH ＝－5 517.6 kJ·mol －1
解析：选B 1 g C 8H 18(l)燃烧生成CO 2和液态H 2O 时放出48.40 kJ 的热量，则1 mol C 8H 18(l)燃烧生成CO 2和液态H 2O 时放出的热量＝114×48.40 kJ＝5 517.6 kJ ，则热化学方程式为C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)
＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 517.6 kJ·mol －1。

9．四个体积相同的密闭容器中，在一条件下，发生如下反：N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3，化学反速率最小
的是( )
容器 温度(℃) N 2(mol) H 2(mol) 催化剂 A
500
1
3
有
B 500 0.5 1.5 有
C 450 1 3 无
D 450 0.5 1.5 无
解析：选D
此C、D两个选项中反速率比A、B小，相同温度下，看浓度，浓度大，反速率快，故选项D符合题意。

10.某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线在玻璃片制成如图所示的原电
池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。

下列有关该电池的说法正确的是( ) A．铜片上的电极反：Cu2＋＋2e－===Cu
B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片
C．电池工作时电能直接转化为化学能
D．该电池工作时，若有13 g锌被溶解，则铜片上产生状况下4.48 L H2
解析：选D A项，Zn、Cu与醋酸溶液构成原电池，由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn为负极，Cu为正极，正极反2H＋＋2e－===H2↑，错误；B项，外电路中电子由负极Zn片经导线流向Cu片，错误；C项，电池工作时，将化学能转化为电能，错误；D项，该电池工作时，若有13 g锌被溶解，n(Zn)＝m÷M＝13 g÷65 g·mol－1＝0.2 mol，则由于在整个闭合回路中电子转移数目相，所以铜片上产生状况下V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L，正确。

11．化学能与热能、电能能相互转化。

关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A．化学反中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B．铝热反中，反物的总能量比生成物的总能量低
C．图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能
D．图Ⅱ所示的反为吸热反
解析：选A A项，化学反中旧化学键断裂吸收的能量和学键形成放出能量不相是化学反中能量变化的主要原因，正确；B项，铝热反是放热反，反物的总能量比生成物的总能量高，错误；C项，该装置没有构成闭合电路，不属于原电池，不能将化学能转化为电能，错误；D项，由图可知，反物的总能量比生成物的总能量高，该反为放热反，错误。

12．一条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1,1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为( )
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 867 kJ
解析：选B 根据所给的热化学方程式，1 mol CO气体完全燃烧生成二氧化碳放出的热量是566/2 kJ ＝283 kJ，3 mol甲烷完全燃烧放出的能量是890 kJ·mol－1×3 mol＝2 670 kJ，则释放的总能量是283 kJ ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。

二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
13．(8分)(1)氢气可由天然气和水反制备，其主要反为CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，反过程中能量变化如图所示：
则该反为________(填“吸热”或“放热”)反。

若已知某些化学键的键能用字母表示如下表：
化学键C—H O—H C===O H—H
键能(kJ·mol
－
1
)
a
b c d
2)。

(2)某温度下，10 L 密闭容器中充入1.8 mol CH 4和3 mol H 2O(g)，发生CH 4＋2H 2O(g)CO 2＋4H 2反，
反进行到8 s 时CO 2的浓度为0.08 mol·L －1
，则：
①前8 s 以H 2O(g)表示的平均反速率为_____________________________________； ②8 s 时，混合气体中H 2的体积分数为____________________________________。

解析：(1)由能量变化图可知反物能量低于生成物能量，该反为吸热反；对于反CH 4(g)＋2H 2O(g)
CO 2(g)＋4H 2(g)，破坏反物中化学键需吸收能量为(4a ＋4b )kJ ，形成生成物中化学键可释放能
量为(2c ＋4d )kJ ，则该反吸收的热量为(4a ＋4b －2c －4d )kJ ，因此制取1 mol H 2要吸收的热量为(a ＋b －0.5c －d )kJ 。

(2)利用三段式进行计算。

CH 4(g)＋2H 2O(g)
CO 2(g)＋4H 2(g)
起始(mol) 1.8 3 0 0 反(mol) 0.8 1.6 0.8 3.2 平衡(mol) 1 1.4 0.8 3.2 ①v (H 2O)＝1.6 mol 10 L ÷8 s＝0.02 mol·L －1·s －1
②H 2的体积分数＝
3.2
3.2＋0.8＋1.4＋1
×100%＝50%。

答案：(1)吸热 a ＋b －0.5c －d (2)①0.02 mol·L －1
·s －1
②50%
14．(16分)根据化学反与能量转化的相关知识，试回答下列问题：
(1)已知：白磷――→1 215.9 MPa ，473 K
黑磷，黑磷比白磷稳，结构与石墨相似，下图能正确表示该反中能量变化的是________(填字母)。

(2)已知：在25 ℃、101 kPa 时，8 g CH 4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15 kJ ，则CH 4燃烧的热化学方程式是_________________________________________________。

(3)已知：氢氧燃料电池的总反方程式为2H 2＋O 2===2H 2O 。

其中，氢气在________(填“正”或“负”)极反，在碱性条件下，电极反式为__________________________。

电路中每转移0.2 mol 电子，状况下消耗H 2的体积是________L 。

(4)若将反
2Fe
3
＋
＋Cu===Cu
2＋
＋2Fe
2＋
设计成原电池，其正极反式为
________________________________________________________________________；
(5)下列是用化学方程式表示的化学变化，请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。

①电池总反：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag ：__________________。

②2C 2H 2＋5O 2――→点燃4CO 2＋2H 2O ：__________________________________________。

③6H 2O ＋6CO 2――→光叶绿体
C 6H 12O 6＋6O 2：____________________。

解析：(1)黑磷比白磷稳，说明白磷生成黑磷的反是放热反，反物的能量比生成物的能量高，A 图符合。

(2)8 g CH 4的物质的量为8 g÷16 g·mol －1
＝0.5 mol ，0.5 mol 甲烷完全燃烧生成液态水时放出的热
量是445.15 kJ ，则1 mol 甲烷完全燃烧放出的热量为445.15 kJ×2＝890.3 kJ ，所以CH 4燃烧的热化学方程式是CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1。

(3)在氢氧燃料电池中，根据电池总反，氢气被氧化，所以氢气在负极反，在碱性条件下的电极反式为H 2－2e －
＋2OH －
===2H 2O ，根据电极反，电路中每转移0.2 mol 电子，消耗状况下H 2的体积是0.1 mol×22.4 L·mol －1＝2.24 L 。

(4)在反2Fe 3＋＋Cu===Cu 2＋＋2Fe 2＋
中，铁离子是氧化剂，铜是还原剂，因此如果设计成原电池，则铁离子在正极放电，即正极反式为Fe 3＋
＋e －
===Fe 2＋。

(5)①该反是电池反，属于化学能转变为电能；②该反是燃烧，属于化学能转变为热能；③该反是光用，属于光能转变为化学能。

答案：(1)A
(2)CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1
(3)负 H 2－2e －
＋2OH －
===2H 2O 2.24
(4)Fe 3＋
＋e －
===Fe 2＋
(5)①化学能转变为电能 ②化学能转变为热能 ③光能转变为化学能
15.(16分)Ⅰ.向200 mL 6 mol·L －1
的盐酸中加入一量的纯净CaCO 3，产生气体的体积随时间的变化曲线如图所示(气体体积均在状况下测)。

请回答下列问题：
(1)设OE 段的反速率为v 1，EF 段的反速率为v 2，FG 段的反速率为v 3，则速率从大到小的顺序为______________________________(用v 1、v 2、v 3表示)。

(2)为了减缓上述反的速率，欲向该溶液中加入下列物质，你认为可行的是________(填字母)。

A ．蒸馏水 B ．氯化钾固体 C ．氯化钠溶液
D ．浓盐酸
(3)若反过程中溶液体积的变化忽略不计，计算FG 段用盐酸表示的化学反速率是多少？(写出计算过程)：______________________________________________________
________________________________________________________________________。

Ⅱ.某反在体积为5 L 的密闭容器中进行，在0～3分钟内各物质的量的变化情况如图所示(A 、B 、C 均为气体，且A 气体有颜色)。

(4)该反的化学方程式为________________________________________________。

(5)能说明该反已达到平衡状态的是________________________________________。

a ．v (A)＝2v (B)
b ．容器内各物质的物质的量相
c ．v 逆(A)＝v 正(C)
d ．容器内气体的颜色保持不变
解析：(1)单位时间内产生的气体越多，反速率越快，由图中曲线变化看出v 2>v 1>v 3。

(2)影响CaCO 3与盐酸反速率的因素有H ＋
的浓度、温度，减缓反速率选A 、C 。

(3)FG 段用盐酸表示的反速率为v (HCl)＝2v (CO 2)＝2×(5.60 L －4.48 L)÷22.4 L·mol －1
2 min×0.2 L
＝0.25 mol·L －1
·min －1。

(4)由图像可以看出，A 、B 的物质的量逐渐减小，则A 、B 为反物，C 的物质的量逐渐增多，所以C 为生成物，当反到达2 min 时，Δn (A)＝2 mol ，Δn (B)＝1 mol ，Δn (C)＝2 mol ，化学反中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数成正比，则Δn (A)∶Δn (B)∶Δn (C)＝2∶1∶2，所以反的化学方程式为2A ＋B
2C 。

(5)a 项，v (A)＝2v (B)不能说明是正反和逆反，不能判断；b 项，容器内各物质的物质的量相，不表示各物质的物质的量浓度不变，不能判断；c 项，在该反中A 和C 的计量数相，所以当v 逆(A)＝v 正(C)时，正、逆反速率相，说明反已达平衡状态；d 项，容器内气体的颜色保持不变，表示A 的浓度不变，反达平衡状态，正确。

答案：(1)v 2>v 1>v 3 (2)A 、C
(3)v (HCl)＝2×(5.60 L －4.48 L)÷22.4 L·mol －1
2 min×0.2 L ＝0.25 mol·L －1·min －1
(4)2A ＋B 2C
(5)cd。