内蒙古通辽市高中化学必修二第六章《化学反应与能量》测试卷(含解析)

一、选择题
1．在密闭容器中进行反应：N2 + 3H2 (g) 高温、高压
催化剂
2NH3 (g)，当反应达到限度时，下列说法正确的是 ( )
A．N2、H2完全转化为NH3B．此时反应已停止
C．生成2mol 氨气的同时，同时生成3mol H2D．氮气、氢气、氨气的浓度相等
2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是
实验
装置
部分实验现象a极质量减小，b
极质量增加
b极有气体产生，
c极无变化
d极溶解，c极有
气体产生
电流计指示，导线中
电流从a极流向d极
A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 3．用A、B、C、D四块金属片进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。

据此，判断四种金属的活动性顺序是( )
A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A 4．实验室用锌和2 mol·L-1硫酸制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是
A．用锌粉代替锌粒B．用浓硫酸代替2 mol·L-1硫酸
C．给硫酸溶液加热D．滴加几滴2 mol·L-1CuSO4溶液
5．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2+O2=H2O，下列有关说法正确的是
A．电流通过外电路从a极流向b极
B．b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
D．每转移0.2 mol电子，在负极上消耗标况下1.12 L的O2
6．已知X(g)＋3Y (g)2W(g)＋M (g) △H=－a kJ·mol－1(a>0)一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1 mol X(g)与3mol Y (g)，下列说法正确的是()
A．充分反应后，放出热量为a kJ
B．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1:2
C．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡
7．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.8 mol/L、0. 4 mol/L、0.8mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为 1.6 mol/L，O2为0.8 mol/L B．SO2为 1.0mol/L
C．SO3为1.6 mol/L D．SO2、SO3一定均为0.6 mol/L
8．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：实验原理为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，实验内容及记录如下：
A．a＝3.0，b＝3.0
B．根据上表中的实验数据可知，其他条件不变时，H2C2O4浓度越大，反应速率越快C．忽略混合前后溶液体积的微小变化，实验1这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)＝
0.15mol·L﹣1·min﹣1。

D．为验证Mn2+是否有催化作用，可加入硫酸锰固体，实验1~3均可做对照实验
9．往2 L密闭容器中充入NO2，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g) 2NO(g)＋
O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。

下列说法正确的是()
A．实验2比实验1使用了效率更高的催化剂
B．实验2比实验1的反应容器体积小
C．由实验2和实验3可判断该反应是放热反应
D．实验1比实验3的平衡常数大
10．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池，其工作原理如下图，有关说法正确的是
A．c极上发生的电极反应式：O2+2H2O+4e-＝4OH-
B．左端装置中化学能转化为电能，右端装置中电能转化为化学能
C．d极上进行还原反应，右端装置B中的H+ 可以通过隔膜进入A
D．当有0.1mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12LH2
二、填空题
11．探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠(Na2S2O3)与硫酸反应速率的影响。

（查阅资料）
a.Na2S2O3易溶于水，能与硫酸发生反应：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
b.浊度计用于测量浑浊度的变化。

产生的沉淀越多，浑浊度(单位为NTU)值越大。

（实验过程）
用如图所示装置进行如表所示的 5 个实验，分别测量混合后溶液达到相同浑浊度的过程中，浑浊度随时间的变化。

实验①～⑤所得数据如图曲线①～⑤所示：
实验数据：
Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸馏水
实验编号
c / (mol·L-1)V / mL c / (mol·L-1)V / mL V / mL
①0.1 1.50.1 3.510
②0.1 2.50.1 3.59
③0.1 3.50.1 3.5x
④0.1 3.50.1 2.59
⑤0.1 3.50.1 1.510
（分析与解释）
(1)实验序号①中，溶液混合后Na2S2O3溶液的初始浓度______mol/L。

(2)实验③中，x =______。

(3)实验①、②、③的目的是______。

(4)通过比较①、②、③与③、④、⑤两组实验，可推断：反应物浓度的改变对Na2S2O3与硫酸反应的化学反应速率的影响，Na2S2O3溶液浓度的改变影响更大。

该推断的证据是
______。

12．电能是现代社会应用最广泛的能源之一。

(1)某原电池装置如图所示。

其中，Zn 电极为原电池的______极(填“正” 或“负”)，电极反应式是______。

Cu 电极上发生的反应属于______(填“氧化”或“还原”) 反应。

(2)能证明产生电能的实验现象是______。

(3)2019 年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究做出突出贡献的科学家。

某锂离子电池的工作原理如图。

下列说法正确的是______(填序号)。

① A 为电池的正极
②该装置实现了化学能转化为电能
③电池工作时，电池内部的锂离子定向移动
13．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验
A B C D E F
混合溶液
4 mol·L－1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5
饱和CuSO4溶液/mL00.5 2.55V620
H2O/mL V7V8V9V10100
(1)请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________；
(2)反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；
(3)该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因________________________。

14．(1)某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。

①该反应的化学方程式为___________
②反应开始至2min时，B的平均反应速率为___________
③平衡时A的转化率为___________
(2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验：将表中所
给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn 粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。

实验 混合溶液 A B C D E F 4mol·L -1H 2SO 4溶液/mL 30 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 饱和CuSO 4溶液/mL
0 0.5 2.5 5 V 6 20 H 2O/mL
V 7
V 8
V 9
V 10
10
①请完成此实验设计：其中V 1=___________ V 6=___________
②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO 4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO 4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因：___________
15．(1)某温度时，在2 L 容器中A 、B 两种物质间的转化反应中，A 、B 物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得：
①该反应的化学方程式为_____________。

②反应开始至4 min 时，B 的平均反应速率为_______，A 的转化率为_________。

③4 min 时，反应是否达到平衡状态?_____(填“是”或“否”)，8 min 时，v (正)______ v (逆) (填“＞”、“＜”或“＝”) (2)下图表示在密闭容器中反应：2SO 2(g) + O 2(g)
2SO 3(g) △H ＜0达到平衡时，由于
条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a 时改变的条件可能是____________。

16．回答下列问题：
(1)某工业废水中含有一定量的2-27Cr O 和24CrO ，二者存在平衡：22-
4CrO (黄色)＋2H
＋
2-27Cr O (橙色)＋2H 2O
①若平衡体系滴加少量浓H 2SO 4（不考虑温度的影响），溶液显_______色。

②能说明该反应达平衡状态的是_____________。

a ．2-27Cr O 和2-4CrO 的浓度相同
b ．2v(2-27Cr O )=v(2-
4CrO ) c ．溶液的颜色不变
(2)H2O2 稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）_______。

a．MnO2 b．FeCl3 c．Na2S2O3 d．KMnO4
(3)密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH＜0，根据下列速率—时间图象，回答下列问题。

①下列时刻所改变的外界条件是：
t1________；t3________；t4________；
②产物C的体积分数最大的时间段是________；
③反应速率最大的时间段是________。

17．原电池是一种_______________________________________装置。

电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
电池的负极是_______________，正极发生的是___________________反应(填反应类型)，总反应式为__________________________________________________。

18．Ⅰ．如图为原电池装置示意图。

(1)若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，B电极为_____极(填“正”或“负”)。

写出A电极反应式：_____。

该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将_____(填“增强” “减弱”或“不变”)。

Ⅱ．现用图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。

量筒的规格为1000 mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。

(2)b电极材料为_____，其电极反应式为_____。

(3)当量筒中收集到672 mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为_____，此时a电极质量_____(填“增加”或“减少”)_____g。

(4)如果将a、b两电极的电极材料对调，U形管中将出现的现象是_____。

19．Ⅰ.某温度时，在2 L 的密闭容器中，X 、Y 、Z 三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。

(1)反应物为____________生成物为_____________；
(2)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为__________________________； (3)反应从开始至2分钟末，用Z 的浓度变化表示的平均反应速率为v (Z)=_________； (4)当反应进行了3 min ，该反应是否达到平衡___________（填“是”或“否”）。

Ⅱ.在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为___________极，电极上发生的是___________反应（“氧化”或“还原”）。

银为___________极，电极反应式是_________________。

20．按照要求填空：
(1)23423Fe s +4H O(g)Fe O (s)+4H (g)（） 在一可变的容积的密闭容器中进行
①增加Fe 的量，其反应速率的变化是______(填增大、不变、减小，以下相同) ②将容器的体积缩小一半，反应速率______________
③保持体积不变，充入N 2使体系压强增大，其反应速率________ ④保持压强不变，充入N 2使容器的体积增大，其反应速率__________ (2)2HI(g) ⇌H 2(g)+I 2(g)(正反应为吸热反应)改变下列条件：
①减小容器体积：平衡____(填正移，逆移，不移动，以下相同)颜色___(加深，变浅，不变，以下相同)
②加热升高温度：平衡____________
③体积不变，充入H 2：平衡_____________颜色_______________ (3)可逆反应2NO 2(g) N 2O 4(g)，(正反应为放热反应)，据图判断t 2、t 3时刻采取的措施
t 2：____t 3：_______
三、解答题
21．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂.可通过反应获得：2NO(g)+Cl 2(g)
2ClNO(g)
(1)300℃时，2NO(g)+Cl 2(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v 正=k•c n (ClNO)，测得速
率和浓度的关系如表： 序号 c(ClNO)/(mol/L) v/(×10-8mol•L -1•s -1) ① 0.30 0.36 ② 0.60 1.44 ③
0.90
3.24
n=___；k=___。

(2)按投料比[n(NO)：n(Cl 2)=2：1]把NO 和Cl 2加入到一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO 的转化率与温度T 、压强P(总压)的关系如图A 所示：
①在P 压强条件下，M 点时容器内NO 的体积分数为___；
②若反应一直保持在P 压强条件下进行，则M 点的分压平衡常数K p =___(用含p 的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。

(3)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl 2(g)，平衡时ClNO 的
体积分数随2n(NO)
n(Cl )变化图像如图B ，，则A 、B 、C 三状态中NO 转化率最大的是___点；
当
2n(NO)
n(Cl )
=1.5时，达到平衡状态ClNO 的体积分数可能是D 、E 、F 三点中的___点。

22．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，一种工业合成氨的简式流程图如图：
（1）步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：
①CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）ΔH=＋206.4kJ·mol-1
②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）ΔH=－41kJ·mol－1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是__。

a.升高温度 b.减小CO浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。

若将1molCO和4molH2O的混合气体充入一容积为2L的容器中反应，若第4分钟时达到平衡时放出32.8kJ的能量，则前4分钟的平均反应速率v（CO）为____。

（2）步骤Ⅴ的反应原理为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH=－92.4kJ·mol-1
①合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是___（填选项）。

A．采用较高压强（20MPa～50MPa）
B．采用500℃的高温
C．用铁触媒作催化剂
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②450℃时该反应的平衡常数____500℃时的平衡常数（填“<”“>”或“=”）。

③合成氨工业中通常采用了较高压强（20MPa～50MPa），而没有采用100MPa或者更大压强，理由是___。

（3）天然气的主要成分为CH4，CH4在高温下的分解反应相当复杂，一般情况下温度越高，小分子量的产物就越多，当温度升高至上千度时，CH4就彻底分解为H2和炭黑，反应如下：2CH4C+2H2。

该反应在初期阶段的速率方程为：r=k×c CH4，其中k为反应速率常数。

①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2=___r1。

②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是___。

A．增加甲烷浓度，r增大
B．增加氢气浓度，r增大
C．氢气的生成速率逐渐增大
D．降低反应温度，k减小
23．十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。

回答下列问题：
(1)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。

①上述过程中，能量的变化形式是由________转化为________。

②根据数据计算，分解1molCO2需________(填“吸收”或“放出”)________kJ的能量。

(2)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。

①Pt电极(a)为________极(填“正”或“负”)；Pt电极(b)上的电极反应式为：________。

②该过程总反应的化学反应方程式为________，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将
________(填“增大”“减小”或“不变”)。

24．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率，请回答下列问题。

(1)工业合成氨反应：N2+3H2 2NH3是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。

已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ热量。

如果将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)920kJ。

(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3
①则用N2表示的化学反应速率为__________________。

②一定条件下，当该反应进行到最大限度时，下列说法正确的是______(填编号)
a.N2的转化率达到最大值
b.N2、H2和NH3的体积分数之比为1 : 3 : 2
c.体系内气体的密度保持不变
d.体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如下图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。

请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度_______(填“升高”或“降低”)。

反应过程____(填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。

(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：
①则d电极是____(填“正极” 或“负极”)，c电极的电极反应式为
_____________________________。

②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为
______L。

25．碳酸二甲酯（CH3OCOOCH3，简称DMC）在医药、农药、香料等多个领域具有广泛的应用，称为绿色化学品。

目前，主要通过甲醇、CO、O2在常压、70～120℃和催化剂的条件下合成DMC。

主要副产物有HCOOCH3和CO2。

请回答下列问题：
（1）已知：①CO的标准燃烧热为：−283.0 kJ•mol−1
②1mol H2O（l）完全蒸发变成H2O（g）需吸收44.0 kJ的热量
③2CH3OH（g）＋CO2（g）→CH3OCOOCH3（g）＋H2O（g）△H＝−15.5 kJ•mol−1
则
2CH3OH（g）＋CO（g）＋1/2O2（g）→CH3OCOOCH3（g）＋H2O（l）△H＝__________ ____。

该反应在常压和70～120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。

（2）在制备DMC的实际工艺过程中，用活性炭负载法制得的催化剂比沉淀法制得的催化剂有更高的活性，说明影响催化剂活性的因素有______________。

从化学反应原理分析，合适的催化剂在化学反应中的作用有①_________________，②提高化学反应的选择性能。

（3）使用甲醇汽油可减少汽车尾气对环境的污染，某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g），达到平衡时，测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol，容器的体积为3L，该温度下，现往容器中继续通入3mol CO，此时v（正）__________ v（逆）（选填‘‘＞”、“＜’’或“=”），用数据说明理由__________________。

（4）某研究小组在某温度下，在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH（g）、适量CO2和6×10−5 mol催化剂发生反应③，研究反应时间对甲醇转化数（TON）的影响，其变化曲线如右图所示。

（计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量）。

在该温度下，最佳反应时间是_________h；4～10h内DMC的平均反应速率是_______。

26．铝作为一种应用广泛的金属，在电化学领域发挥着举足轻重的作用。

请回答下列问题：
(1)某同学根据氧化还原反应2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu设计如图所示的原电池。

①电极Y的材料为____(填化学式，下同)。

②盐桥中的阳离子向____溶液中移动。

(2)新型电池中的铝电池类型较多。

①Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，该电池反应原理为：
2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O。

放电时，Al电极附近溶液的pH____(填“增大”、“减小”或“不变”)，当电极上析出1.08gAg时，电路中转移的电子为___mol。

②Li—Al/FeS是一种二次电池，可用于车载电源。

已知FeS难溶于水，电池总反应为：
放电
Li2S+Fe。

充电时，阳极的电极反应式为___。

2Li+FeS
充电
27．某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2等。

利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示：
（1）Cu与稀硝酸反应的离子方程式为___。

（2）酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是___，若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为___（写出一种即可）。

（3）过滤后所得废渣的主要成分的化学式为___。

（4）Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2，该反应的化学方程式为
___，由Cu(NO3)2溶液制备Cu(NO3)2晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、
___、___。

28．含+6价铬的废水毒性强，对环境污染严重，工业上常利用化学原理把+6价铬转化为不溶性Cr(OH)3除去。

Ⅰ、SO2还原法：化工厂常用SO2处理含铬废水，其工艺流程如下图所示：
已知：Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+，吸收塔中 Cr2O72-与SO2反应如下：Cr2O72﹣
(aq)+3SO2(g)+2H+(aq)═2Cr3+(aq)+3SO42﹣(aq)+H2O(l) ΔH = -1145 kJ/mol。

（1）其他条件不变，研究吸收塔中pH对反应的影响。

pH246
Cr（+6）最大去除率99.99%达排放标准99.95%达排放标准99.5%未达排放标准时间30 min35 min45 min
①由上述数据获得的结论
．．有_________。

②实际工业生产控制pH = ____左右。

③下列说法不合理
．．．的是_____。

a.该酸性含铬废水中一定含有CrO42-，pH越大其含量越高
b.其他条件不变，增大压强，吸收塔中反应的K增大，有利于除去Cr（+6）
c.理论上看，SO32-、Fe2+等也可以用于除去Cr（+6）
（2）其他条件不变，研究温度对Cr（+6）去除率的影响（如图所示）。

已知：30min前相同时间内，80℃的Cr（+6）去除率比40℃高，是因为30min前反应正向
进行，温度高反应速率快反应物的转化率增大；试解释30min后80℃的Cr（+6）去除率
低的原因：________。

Ⅱ、电解法处理：
工业上处理含Cr2O72-离子的酸性废水，采用往工业废水中加入适量的食盐，再用Fe为电
极进行电解，将Cr2O72—离子还原为可溶性三价铬离子，再调pH使三价铬离子变为不溶性
氢氧化物除去。

（1）加入食盐的目的是_______；
（2）电解时阳极反应式为_________。