化学必修2专题综合检测专题二化学反应与能量转化

专题综合检测(二)时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题共46分)一、选择题(1～8题，每小题2分，9～18题，每小题3分)1．下列图示变化为吸热反应的是(A)解析：A中，反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应；B中，N2和H2必须先吸收能量断裂旧化学键，再放出能量形成新化学键，由于放出能量大于吸收能量，故B为放热反应。2．下列说法不正确的是(D)A．电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能B．煤燃烧时可以将化学能转变成热能C．绿色植物光合作用过程中把太阳能转变成化学能D．白炽灯工作时电能全部转变为光能3．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是(A)A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成解析：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，A项正确；阳极与电源的正极相连，C项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D项错误。4．根据如图所示示意图，下列说法不正确的是(C)A．反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a)kJ·mol－1B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量C．1molC(s)和1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量为131.3kJD．1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ5．NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率的式子中不正确的是(C)A．v(N2)＝0.125mol/(L·min)B．v(H2O)＝0.375mol/(L·min)C．v(O2)＝0.225mol/(L·min)D．v(NH3)＝0.250mol/(L·min)解析：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)eq\o(\s\up17(起始量),\s\do15(mol))4300eq\o(\s\up17(转化量),\s\do15(mol))4x3x2x6xeq\o(\s\up17(4min后量),\s\do15(mol))4－4x3－3x2x6x据题意，则有eq\f(6x,7＋x)＝0.4解得x＝0.5则4min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝eq\f(3mol,2L)＝1.5mol/Lv(H2O)＝eq\f(1.5mol/L,4min)＝0.375mol/(L·min)，再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得其他各物质表示的反应速率分别为v(N2)＝0.125mol/(L·min)，v(NH3)＝0.250mol/(L·min)，v(O2)＝0.1875mol/(L·min)。6．一定温度下，在恒容的密闭容器中发生可逆反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)ΔH＝－akJ·mol－1。下列情况可以说明该反应达到化学平衡状态的是(A)A．2v正(X)＝3v逆(Z) B．混合气体的总质量不变C．混合气体的密度不变 D．ΔH的数值不变7．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，②1molI2蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量，③由H原子和I原子形成1molHI分子时释放299kJ的能量。下列判断不正确的是(A)A．I2蒸气比H2分子稳定B．2molHI(g)发生分解反应吸收11kJ热量C．HI与NaOH反应属于放热反应D．0.5molH2(g)与0.5molI2(g)完全反应释放出5.5kJ热量解析：选项A，H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多，H2分子比I2稳定，A选项错误；选项B，设反应为2HI(g)=H2(g)＋I2(g)，则吸收的热量为2E(H—I)－E(H—H)－E(I－I)＝2×299kJ·mol－1－436kJ·mol－1－151kJ·mol－1＝11kJ；选项C，中和反应是放热反应；选项D，根据选项B的计算可知正确。8．下列有关能源的说法正确的是(C)A．煤、石油、天然气是重要的化石燃料，加快化石燃料的开采与使用，有利于国民经济的发展B．核电站是利用原子核发生聚变，释放能量来发电的C．夏天为了更凉快，把室内空调温度设置很低，这样不符合“低碳生活”理念D．煤炉生火时，用木材引燃是为了提高煤的着火点解析：化石燃料的过度开采与使用，不利于国民经济的长远发展，A项错误；核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的，氢弹的爆炸才是核的聚变，B项错误；温差越大消耗电能越多，则耗电量越大，不符合“低碳生活”理念，C项正确；煤炉生火时，用木材引燃是为了升高温度使之达到煤的着火点，而不是提高煤的着火点，D项错误。9．TiO2在光照射下可使水分解：2H2Oeq\o(=,\s\up17(TiO2),\s\do15(光))2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。如图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是(A)A．该装置将光能转化为电能，同时也能转化为化学能B．铂电极上发生的电极反应为氧化反应C．该装置工作时，电流由TiO2电极经R流向铂电极D．该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大解析：该装置光分解水是将光能转化为化学能，发生氧化还原反应，生成氢气和氧气，电子的转移经过R，又将化学能转化为电能；铂电极上生成氢气的反应为2H＋＋2e－=H2↑，是还原反应；TiO2电极上生成氧气的反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。所以TiO2电极附近溶液的pH减小；电子由TiO2电极经R流向铂电极，电流方向正好相反。10．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是(C)A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应是O2＋4e－＋2H2O=4OH－解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；C项正确。11．下列说法中不正确的是(C)①任何化学反应都伴有能量变化②根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体④煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫粉放出的热量多A．①③⑤ B．①②③④⑤⑥C．②⑥ D．②③④⑥解析：②错，根据能量守恒原理，对于放热反应，反应物的总能量等于生成物总能量加上放出的热量；对于吸热反应，反应物总能量加上吸收的热量，等于生成物的能量。⑤中生成水蒸气可理解为是先生成液态水再由液态水汽化成水蒸气，因为水汽化时是要吸收能量的，所以，生成水蒸气时放出的能量就比生成液态水时放出的能量要少；⑥中，硫蒸气可理解为硫粉吸收热量后沸腾而来，所以硫蒸气本身能量就比硫粉的能量要高。12．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(D)解析：为了探究温度对化学反应速率的影响，必须要控制其他实验条件相同，才能得出正确答案。13．下列对如图所示装置实验现象的描述正确的是(C)a电极b电极X溶液实验现象A石墨石墨CuCl2a极质量增加，b极放出无色气体B石墨FeKNO3a极质量增加，b极放出无色气体CCuFeCuSO4a极质量增加，b极质量减少D石墨石墨HCla、b极都放出无色气体14.2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up17(V2O5),\s\do15(△))2SO3(g)ΔH<0是工业上制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(D)A．2moLSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要高B．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率C．由于该反应是放热反应，所以降低温度会缩短反应达到化学平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)解析：2molSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要低，选项A是错误的；加入催化剂会同时改变正、逆反应的化学反应速率，选项B是错误的；降低反应温度会使反应速率降低，将延长反应达到平衡的时间，选项C是错误的；根据化学反应速率的表示方法可判断出选项D是正确的。15．下列条件一定能使反应速率加快的是(C)①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2A．全部 B．①②⑤C．② D．②③解析：①若反应物为固体，增加固体的量，反应速率不加快；②升高温度，反应速率一定加快，跟物质状态无关；③加压对固态、液态没有影响；④加入的生成物若是固体没有影响；⑤加入MnO2若作催化剂，则加快，若不是催化剂，则没有影响。16．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是(C)A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O解析：因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质溶液是碱性溶液，因为铁的化合价升高，镍的化合价降低，故铁是负极，氧化镍是正极，故A和B均正确；充电时的阴极反应为Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－，故此时阴极附近的pH增大，故C不对；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。17．0℃时，将0.1molN2O4置于1L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：N2O4(g)2NO①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为12②NO2的消耗速率与N2O4的消耗速率之比为21③烧瓶内气体的压强不再变化④烧瓶内气体的质量不再变化⑤NO2的物质的量浓度不再改变⑥烧瓶内气体的颜色不再加深⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化⑧烧瓶内气体的密度不再变化A．②③⑥⑦B．①④⑧C．只有①④D．只有⑦⑧解析：①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率均表示正反应速率，不能判断是否已达平衡；④烧瓶内气体的质量是定值，烧瓶内气体的质量不再变化，不能判断是否已达平衡；⑧烧瓶的体积不变，且气体总质量不变，密度是定值，混合气体的密度不再改变，不一定平衡。故选B。18．一定条件下，将3molA气体和1molB气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是(D)A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态B．2min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢C．反应过程中A和B的转化率之比为31D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3mol·L－1·min－1解析：产物D为固体，因此容器体积恒定时，若混合气体的密度不再改变，则混合气体的质量一定不再改变，反应一定达到平衡状态，A项错误；缩小体积增大压强，正、逆反应速率均加快，容器体积不变，充入与体系无关的气体，虽然容器总压强增大，但体系内各物质浓度不变，正、逆反应速率均不变，B项错误；3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)起始/mol3100转化/mol1.20.40.40.8平衡/mol1.80.60.40.8A的转化率为eq\f(1.2mol,3mol)×100%＝40%，B的转化率为eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%，二者之比为11，C项错误；v(A)＝eq\f(1.2mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1，D项正确。第Ⅱ卷(非选择题共54分)二、非选择题(共54分)19．(10分)工业合成氨反应：N2＋3H22NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键放出能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则：(1)若1molN2完全反应生成NH3可放出(填“吸收”或“放出”)热量92kJ。(2)如果将1molN2和3molH2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是该反应是可逆反应，1_mol_N2和3_mol_H2不能完全反应，因此放出能量总是小于92_kJ。(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10min后，生成10molNH3，则用N2表示的化学反应速率为0.25mol·L－1·min－1。(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是acf。a．正反应速率和逆反应速率相等b．正反应速率最大，逆反应速率为0c．N2的转化率达到最大值d．N2和H2的浓度相等e．N2、H2和NH3的体积分数相等f．反应达到最大限度解析：(1)ΔH＝反应物键能和－生成物键能和，反应N2＋3H22NH3中ΔH＝(946＋3×436－6×391)kJ/mol＝－92kJ/mol，所以正反应放热。(2)该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不能完全反应，因此放出的热量总是小于上述数值。(3)Δc(NH3)＝10mol÷2L＝5mol·L－1，v(NH3)＝5mol·L－1÷10min＝0.5mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1。20．(6分)通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)。化学键Si—OSi—ClH—HH—ClH—OSi—CSi—SiO=O键能/(kJ·mol－1)460360436431463347176498请回答下列问题：(1)比较下列两组物质的稳定性。(填“<”或“>”)SiC>Si，H2>HCl(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高温),\s\do15())Si(s)＋4HCl(g)，(1molSi中含有2molSi—Si共价键)该反应的反应热ΔH＝＋236kJ·mol－1。(3)下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，请将图中①、②、③的能量变化的数值，填在相应的横线上。①1_370kJ②1_852kJ③482kJ解析：(1)稳定性取决于键能的大小，由于键能：Si—C>Si—Si，因此稳定性：SiC>Si；在H2、HCl中，二者均属于双原子分子，稳定性取决于它们的键能大小，因键能：H—H>H—Cl，故稳定性：H2>HCl。(2)在SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高温))Si(s)＋4HCl(g)中，反应物断开4molSi—Cl,2molH—H，共吸收能量：4×360kJ＋2×436kJ＝2312kJ；生成物形成化学键放出能量，形成2molSi—Si,4molH—Cl，共放出能量：2×176kJ＋4×431kJ＝2076kJ，ΔH＝2312－2076＝＋236kJ·mol－1。(3)2molH2在1molO2中完全燃烧时，需要破坏2molH—H键和1molO=O键，所以需要吸收的热量为：436kJ×2＋498kJ＝1370kJ；4molH和2molO结合成2molH2O时，能够形成4molO—H键，释放的热量为：463kJ×4＝1852kJ；所以整个过程释放的热量为：1852kJ－1370kJ＝482kJ。21．(14分)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400mL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)：时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620①哪一时间段反应速率最大2～3min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，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求3～4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率0.025_mol·L－1·min－1(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CD(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4L恒容密闭容器中，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3X(g)＋Y(g)2Z(g)。②该反应达到平衡状态的标志是AC(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31C．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1molY的同时消耗2molZ③2min内Y的转化率为10%。解析：(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3min；原因是该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快。②在3～4min时间段内，n(H2)＝0.112L/22.4L·mol－1＝0.005mol，消耗盐酸的物质的量为0.01mol，故v(HCl)＝eq\f(0.01mol,0.4L×1min)＝0.025mol·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可行；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有NOeq\o\al(－,3)，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，不可行；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，不可行。(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5min时，Δn(Y)＝0.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，Δn(X)＝0.6mol，则Δn(Y)Δn(Z)Δn(X)＝123，参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31，随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为31，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1molY的同时消耗2molZ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，故E错误。③2min内Y的转化率＝eq\f(变化物质的量,起始总物质的量)×100%＝(1.0mol－0.9mol)÷1mol×100%＝10%。22．(12分)某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应：方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10mL2mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20℃逐渐升至75℃，随后，温度逐渐下降至30℃方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10mL2mol·L－1硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。根据上述实验回答相关问题：(1)铝片与稀硫酸的反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低。(3)方案二中，小木片脱落的原因是蜡烛熔化，由此得出的结论是氢氧化钠与硫酸的反应放热。(4)方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面：左边低于(填“高于”“低于”或“等于”)右边。(5)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是放热(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U形管里的现象是红墨水液面左右相平。(6)方案三实验②的U形管中的现象为红墨水液面左高右低，说明反应物的总能量小于(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。解析：(1)根据温度计示数判断铝与稀硫酸反应是放热反应，金属与非氧化性酸反应