第六章 化学反应与能量 单元测试题-高一下学期人教版(2019)化学必修第二册

第六章《化学反应与能量》测试题一、单选题（共12题）1．下列变化中有化学键的断裂的是A．HCl溶于水 B．酒精的挥发 C．干冰的升华 D．裁剪布料2．生命活动与化学反应息息相关，下列反应中能量变化与其他不同的是()①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓硫酸稀释④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥电离A．②③④⑤ B．②③④ C．②⑤ D．①③⑤3．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)△H=-akJ/mol，已知：

(a、b、c均大于零)下列说法正确的是A．碰撞理论认为，反应速率的大小与单位时间内反应物微粒间碰撞次数成正比，只要有足够的能量就可以发生有效碰撞B．断开2molHI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJC．相同条件下，1molH2(g)和1molI2(g)总能量小于2molHI(g)的总能量D．向密闭容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反应后放出的热量为2akJ4．已知：H2

(g)+F2(g)

=2HF(g)

△H=-

270

kJ

/mol，下列说法正确的是A．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJB．1mol

氢气与1mol

氟气反应生成2mol

液态氟化氢放出的热量小于270kJC．在相同条件下，2mol

氟化氢气体的总能量大于1mol

氢气与1mol

氟气的总能量D．2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气积1mol的氟气吸收270kJ热量5．在比较化学反应速率时，不可以利用的相关性质为A．气体的体积和体系的压强 B．颜色的深浅C．固体物质量的多少 D．反应的剧烈程度6．对于反应Fe(s)+H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+H2(g)，下列叙述错误的是（

）A．通过反应过程中溶液温度变化判断该反应过程是否放热B．改变Fe的表面积会改变反应的速率C．通常用H2体积的变化情况表示该反应的速率D．若将该反应设计成原电池，正极材料应为铁7．日常生活中的下列做法，与调控化学反应速率无关的是A．燃煤时将煤块粉碎为煤粉B．制作绿豆糕时添加适量的食品防腐剂C．空运水果时在包装箱中放入冰袋D．炼铁时采用增加炉子高度的方法减少尾气排放8．工业上制取硫酸铜采用途径I而不采用途径Ⅱ，这样做的优点是①节省能源②不产生污染大气的SO2③提高了H2SO4的利用率④提高了Cu的利用率A．仅①② B．仅②③④ C．仅①②③ D．全部9．用如图所示装置进行相应实验，能达到实验目的的是选项ABCD装置目的制取沉淀将设计成原电池装置分离苯和硝基苯测定溶液的物质的量浓度A．A B．B C．C D．D10．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是A．高纯硅晶体可用于制作太阳能电池B．稀土永磁材料是电子通讯技术中的重要材料，稀土元素都是金属元素C．生活中制作油条的口诀是“一碱、二矾、三钱盐”，其中的“碱”是烧碱D．干电池低汞化、无汞化，有利于减少废电池造成的土壤污染11．常采用三元催化器处理汽车尾气中NOx，CO和碳氢化合物等大气污染物，其简易工作原理如图。下列推断正确的是A．若x=1，CO和NOx反应中N2与NOx的反应速率相等B．若x=2，碳氢化合物为C8H18，则碳氢化合物与NOx的反应只有极性键的断裂和形成C．其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应速率越大D．三元催化剂能增大正反应速串，同时减小逆反应速率12．在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应N2+3H22NH3达到平衡状态的标志是A．N2、H2、NH3在容器中共存B．混合气体的密度不再发生变化C．混合气体的总物质的量不再发生变化D．v正(N2)=2v逆(NH3)二、非选择题（共10题）13．某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：(1)该反应的化学方程式可表示为_______。(2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是_______。(3)下列可判断反应已达到该状态的是_______(填字母，下同)A．X、Y、Z的反应速率相等B．X、Y的反应速率比为2：3C．混合气体的密度不变D．生成1molZ的同时生成2molX(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______A．其他条件不变，及时分离出产物B．适当降低温度C．其他条件不变，增大X的浓度14．把0.5molX气体和0.6molY气体混合于2L的恒容密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)+5Y(g)⇌nZ(g)+6W(g)，2min末生成0.6molW，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L·min)，试计算：(1)前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为_______(2)2min末时Y的浓度为_______(3)2min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的_______倍15．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。(1)请利用反应“”设制一个化学电池，回答下列问题：①该电池的负极材料是_______，电解质溶液是_______；②正极的电极反应式为_______；③当生成的气体标在准状况下的体积为时，电路中电子转移了_______(2)已知燃料电池的总反应式为，电池中有一极的电极反应式为。①这个电极是燃料电池的_______(填“正极”或“负极”)，另一个电极上的电极反应式为：_______。②随着电池不断放电，电解质溶液的碱性_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。16．回答下列问题：(1)根据氧化还原反应：Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计原电池，若用铜、银做两个电极，开始两电极质量相等，当电路中转移0.01mol电子时两电极的质量差为____g。(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。①假设使用的“燃料”是氢气(H2)，则a极的电极反应式为____。若电池中氢气(H2)通入量为224mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为____C。(已知一个电子所带电量为1.6×10−19C，NA约为6.02×1023mol−1)。②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，则a极的电极反应式为____，如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为____(用NA表示)。(3)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如图所示，电池总反应为4VB2+11O2+20OH－+6H2O=8B(OH)+4VO。VB2电极发生的电极反应为____。17．某温度下，在2L密闭容器中投入6molA、4molB发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)，C的物质的量随时间变化的曲线如图所示。(1)从反应开始到2min末，用C表示的反应速率为________，用B表示的反应速率为________。(2)2min末，A的浓度为________。18．CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)

ΔH=-75kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH=-394kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO(g)

ΔH=-111kJ·mol-1该催化重整反应的ΔH=____kJ·mol-1。19．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率为0.1mol/(L·min)。求：(1)前5min内用B表示的平均反应速率v(B)=_______mol/(L·min)；(2)5min时物质A的转化率为_______。20．某校化学活动社团为测定1mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率，设计如图1装置。(1)图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是_______。(2)按照图1装置实验时，限定了两次实验时间均为10min，还需要测定的另一个数据是_______。(3)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置，实验完毕待冷却后，该学生准备读取量气管上液面所在处的刻度，发现量气管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是_______。21．动手实践。请利用实验室提供的用品探究实验室制备氢气的最佳条件。实验用品：锌粒，铁钉，镁条，稀硫酸(，，)；大试管，秒表，导管，单孔塞，双孔塞，量筒，水槽，广口瓶，烧杯，玻璃棒，镊子，胶头滴管。(1)请设计实验方案_______。(2)请画出实验装置示意图_______。(3)请设计实验记录单，包括实验现象、收集气体的体积、收集气体所用时间等_______。(4)由此实验可得出什么结论_______？22．X、Y、Z、P、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中X的一种核素中没有中子，Y的单质和Z的单质是空气的主要成分，Z和Q同主族。做焰色试验时P元素的焰色为黄色。回答下列问题：(1)X、Y、Z、P、Q五种元素的原子半径从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。(2)M是由X、Y元素组成的含有10个电子的分子，M的空间构型为_______。(3)可用作医药原料、照相乳剂的防腐剂。可由与反应制备，副产物为PZX和M。①PZX中含有的化学键类型为_______，的电子式为_______。②上述制备的化学方程式为_______。(4)Z和Q的简单气态氢化物中，热稳定性更好的是_______(填化学式)，从化学键的角度解释Z的简单气态氢化物的分解反应为吸热反应的原因：_______。参考答案：1．AA．HCl溶于水发生电离，H−Cl键断裂，故A符合题意；B．酒精的挥发没有化学键断裂，故B不符合题意；C．干冰的升华没有化学键断裂，故C不符合题意；D．裁剪布料没有化学键断裂，故D不符合题意；故答案选A。2．C①液态水变成水蒸气吸收热量，是物质状态的变化，没有新物质生成，发生的是物理变化；②酸碱中和反应放出热量，有新的物质生成，发生的是化学变化，能量变化是化学能转化为热能；③浓硫酸稀释放出热量，是物质的溶解过程，没有新的物质产生；④固体NaOH溶于水放出热量，是物质的溶解过程，在过程中没有新物质产生；⑤H2在Cl2中燃烧放出热量，发生了化学变化，有新物质产生，化学能转化为热能；⑥电离过程吸收能量，是电解质变为自由移动的离子的过程，变化时没有新物质产生；可见②⑤能量变化时发生化学反应，①③④能量变化时没有新物质产生，故合理选项是C。3．BA．反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应，能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞；单位时间内反应物分子间有效碰撞的次数越多其反应速率越大，故A错误；B．△H=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=bkJ/mol+ckJ/mol-2E(H-I)=-akJ/mol，得到断开2molH-I键所需能量E(H-I)约为(a+b+c)kJ，故B正确；C．反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，即相同条件下，1molH2(g)和1molI2(g)总能量大于2molHI(g)的总能量，故C错误；D．反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ，故D错误；故答案为B。4．DA．热化学方程式中的化学计量数代表物质的量，不代表分子数，A错误；B．2mol液态氟化氢所含能量比2mol气态氟化氢所含能量低，故生成2mol液态氟化氢比生成2mol气态氟化氢放热多，B错误；C．该反应是放热反应，所以在相同条件下，2mol

氟化氢气体的总能量小于1mol

氢气与1mol

氟气的总能量，C错误；D．由热化学方程式可知，2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气时应吸收270kJ的热量，D正确。答案选D。5．CA．其它条件不变，增大气体体积、减小体系压强，反应速率减小，A可以利用；B．其它条件相同，颜色深浅变化越大，反应速率越大，B可以利用；C．对于固体而言，物质的量的多少对化学反应速率不产生影响，C不可以利用；D．反应越剧烈，反应速率越大，D可以利用。答案选C。6．DA．若反应为放热反应，则溶液的温度会升高；若反应为放热反应，则溶液的温度会降低，因此可通过反应过程中溶液温度变化判断该反应过程是否放热，A正确；B．Fe是固体物质，改变Fe的表面积，会改变Fe与硫酸的接触面积，因而会改变反应的速率，B正确；C．在相同时间内产生的氢气越多，反应速率越快，所以可通过H2体积的变化情况表示该反应的速率，C正确；D．在该反应中Fe失去电子，被氧化，因此若将该反应设计成原电池，负极材料应为铁，正极材料是活动性比Fe弱的金属或能够导电的非金属，D错误；故合理选项是D。7．DA．煤块粉碎为煤粉,增大接触面积,可以加快反应速率,故A不选；B．在食品中添加防腐剂，可以减慢反应速率，故B不选；C．冰袋可以降低温度，减慢反应速率，故C不选；D．提高炼铁高炉的高度不能改变平衡状态，因此不能减少尾气中CO的浓度，也不能改变反应速率，故D选．故选D。8．C途径I将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入氧气，发生2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O；途径Ⅱ是2Cu+2H2SO4(浓)2CuSO4+SO2+2H2O；结合反应原理进行分析。①根据上述分析：途径I反应在常温下就能进行，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应，所以途径I节省能源，故①正确；②根据上述分析：途径I反应无污染，而途径Ⅱ浓硫酸与铜在加热条件下反应生成SO2，产生污染大气的SO2，故②正确；③根据上述分析：途径I反应物H2SO4中的硫酸根完全转化成生成物中的硫酸根，提高H2SO4的利用率，故③正确；④无论哪一种方法，生成等物质的量的硫酸铜，都需要相同质量的铜，故④错误；故C符合题意；故答案：C。9．DA．试管A中导管未伸入液面以下，硫酸亚铁无法进入试管B中，不能制取沉淀，选项A错误；B．左侧烧杯中与Zn电极接触的电解质溶液应为硫酸锌溶液，右侧烧杯中与Cu电极接触的溶液应为硫酸铜溶液，选项B错误；C．苯和硝基苯是互溶的、存在着沸点差异的液体，能用蒸馏的方法分离，但冷凝水应从下口进入，上口流出，选项C错误；D．可氧化，发生氧化还原反应，且本身可做指示剂，故能用滴定法测定溶液的物质的量浓度，使用酸式滴定管盛装溶液，选项D正确；答案选D。10．CA．太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应，高纯硅晶体是一种良好的半导体材料，故可用于制作太阳能电池，A正确；B．稀土元素都位于周期表中的过渡金属区，故稀土永磁材料是电子通讯技术中的重要材料，稀土元素都是金属元素，B正确；C．生活中制作油条的口诀是“一碱、二矾、三钱盐”，其中的“碱”是纯碱，和明矾中的Al3+发生双水解反应产生CO2，使油条疏松多孔，C错误；D．由于Hg为重金属，重金属离子会污染土壤和地下水，故干电池低汞化、无汞化，有利于减少废电池造成的土壤污染，D正确；故答案为：C。11．CA．若x=1，CO和NO反应的方程式为2CO+2NON2+2CO2，其中N2与NO的反应速率不相等，A错误；B．若x=2，碳氢化合物为C8H18，产物是氮气、二氧化碳水，由于C8H18和N2中存在非极性键，则碳氢化合物与NOx的反应既有极性键的断裂和形成，也有非极性键的断裂和形成，B错误；C．其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应物之间的接触面积越大，所以反应速率越大，C正确；D．三元催化剂能同等程度增大正逆反应速串，D错误；答案选C。12．CN2+3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此判断。A．该反应为可逆反应，所以N2、H2、NH3在容器中共存，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；B．反应前后混合气体的质量和容器容积均不变，因此密度始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，故B错误；C．该反应为气体体积缩小的反应，平衡前气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D．v正(N2)=2v逆(NH3)，速率之比不等于系数之比，说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故D错误；故选C。13．

2X3Y+Z

0.08mol/（L•min）

D

C由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，作为Y、Z为生成物，当反应到达tmin时，Δn(X)=0.8mol，Δn(Y)=1.2mol，Δn(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，所以反应的化学方程式为：2X3Y+Z。(1)结合以上分析可知，反应的化学方程式为：2X3Y+Z；(2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是=0.08mol/（L•min）；(3)A．由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误；B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2：3，故B错误；C．由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；D．生成1molZ的同时生成2molX，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；故答案为D；(4)A.其他条件不变，及时分离出产物，生成物浓度减小，反应速率减小，A不符合；B.适当降低温度反应速率减小，B不符合；C.其他条件不变，增大X的浓度，即增大反应物浓度，反应速率增大，C符合；答案选C。14．

0.1mol/(L.min)

0.05mol/L

10/11列三段式：，(1)前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为v(X)=∆c/∆t=0.2/2mol/(L.min)=0.1mol/(L.min)；(2)2min末时Y的浓度为0.05mol/L；(3)以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L·min)，则∆c=∆v∙∆t=0.05mol/(L·min)×2min=0.1mol/L，即0.1=0.1n/2，解得n=2，2min末时，c(Z)=0.1mol/L，反应后总的物质的量(0.05+0.05+0.1+0.3)mol/L×2L=1.0mol，反应前总物质的量0.5+0.6=1.1mol，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的10/11。15．

溶液

0.03

正极

减小

大于(1)根据总反应“”可知，Cu失电子发生氧化反应，硝酸根离子得电子发生还原反应，若设计成原电池，则根据原电池的工作原理可知，①该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是溶液，故答案为：Cu；溶液；②正极硝酸根离子得电子转化NO，根据电荷守恒和原子守恒可知，其电极反应式为：；③因为NO3e-，所以当生成的气体标在准状况下的体积为（0.01mol）时，电路中转移的电子的物质的量为0.01mol3=0.03mol；(2)①根据电极总反应式可看出该燃料电池中，氧气参与反应，得电子，作原电池的正极；甲烷在负极发生失电子的氧化反应生成碳酸钾，其电极反应式为：，故答案为：正极；；②根据总反应可看出，随着电池不断放电，电解质KOH不断被消耗，所以电解质溶液的碱性不断减小，故答案为：减小；③因为甲烷燃烧会有较多化学能以热能形式散失，而甲烷燃料电池可将化学能直接转化为电能，提高了燃料的利用率，所以③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率，故答案为：大于。16．(1)1.4(2)

H2−2e－+2OH－=2H2O

1.93×103

CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O

30NA(3)VB2+16OH－−11e－=VO+2B(OH)+4H2O【解析】（1）Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计原电池，若用铜、银做两个电极，开始两电极质量相等，当电路中转移0.01mol电子时，则负极有0.005mol铜溶解，正极有0.01mol银生成，因此两电极的质量差为0.01mol×108g∙mol−1+0.005mol×64g∙mol−1＝1.4g；故答案为：1.4；（2）①假设使用的“燃料”是氢气(H2)，根据图中电子转移方向得到a为负极，b为正极，则a极的电极反应式为H2−2e－+2OH－=2H2O。若电池中氢气(H2)通入量为224mL(标准状况)即物质的量为0.01mol，且反应完全，电子转移为0.02mol，则理论上通过电流表的电量为0.02mol×6.02×1023mol−1×1.6×10−19C≈1.93×103C；故答案为：H2−2e－+2OH－=2H2O；1.93×103；②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，甲醇失去电子变为碳酸根，则a极的电极反应式为CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O，如果消耗甲醇160g即物质的量为5mol，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为5mol×6×NAmol−1=30NA；故答案为：CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O；30NA；（3）根据电池总反应为4VB2+11O2+20OH－+6H2O=8B(OH)+4VO，则VB2电极为负极，反应生成B(OH)、VO，则该电极发生的电极反应为VB2+16OH－−11e－=VO+2B(OH)+4H2O；故答案为：VB2+16OH－−11e－=VO+2B(OH)+4H2O。17．(1)

0.3mol/(L∙min)

0.15mol/(L∙min)(2)2.1mol/L（1）根据图象，从反应开始到2min末，C的物质的量增加1.2mol，则用C表示的反应速率v(C)===0.3mol/(L∙min)；不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(B)=v(C)=×0.3mol/(L∙min)=0.15mol/(L∙min)；答案为：0.3mol/(L∙min)；0.15mol/(L∙min)。（2）根据图象，从反应开始到2min末，C的物质的量增加1.2mol，根据反应3A(g)+B(g)⇌2C(g)，A的物质的量减少1.8mol，2min末A的物质的量为6mol-1.8mol=4.2mol，A的浓度为4.2mol÷2L=2.1mol/L；答案为：2.1mol/L。18．+247将已知的热化学方程式扩大相应倍数后叠加，就得到催化重整的热化学方程式，进而可得其反应热。①C(s)+2H2(g)=CH4(g)

ΔH=-75kJ·mol-1②C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH=-394kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO(g)

ΔH=-111kJ·mol-1根据盖斯定律，将③×2-①-②整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=[(-111×2)-(-75)-(-394)]kJ·mol-1=+247kJ·mol-1，故该催化重整反应的ΔH=+247kJ·mol-1。19．(1)0.05(2)50%设A、B的起始浓度都为amol/L，由题意可建立如下三段式：由c(A)∶c(B)=3∶5可得：(a—0.75)：(a—0.:25)=3∶5，解得a=1.5。（1）由分析可知，前5min内B的反应速率为=0.05mol/(L·min)，故答案为：0.05；（2）由分析可知，5min时物质A的转化率为×100%=50%，故答案为：50%。20．(1)分液漏斗(2)收集到气体的体积(3)调节量气管的高度使得两侧液面相平该反应中化学反应速率的测量要注意两个方面的数据，一个是产生氢气的体积，再换算成浓度，另一个是产生这些氢气所需要的时间。（1）题图1中盛放溶液的仪器是分液漏斗。（2）按照题图1装置实验时，限定了两次实验时间均为10min，还需要测定的