苏教版高中化学必修第二册专题6化学反应与能量变化测试含答案

专题6化学反应与能量变化注意事项1.本试卷满分100分,考试用时90分钟。2.可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23S32Cl35.5Fe56Cu64。一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法正确的是()A.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质B.化学工业都必须使用催化剂C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大D.茶叶使用真空包装,能显著延长茶叶的储存时间2.下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是()A.断开化学键会释放能量B.化学反应过程中一定伴随能量变化C.常温下进行的反应一定是放热反应D.氧化还原反应均为放热反应3.斯坦福大学的研究人员提出一种基于CH3OH的碳循环(如图所示),下列说法不正确的是()A.图中的能量转化方式超过2种B.CO2属于无机化合物,CH3OH属于有机化合物C.制取CH3OH的反应:CO2+3H2CH3OH+H2O,原子利用率为100%D.利用CO2合成CH3OH燃料,有利于减少对化石燃料的依赖并减少碳排放4.一定温度下,将3molSO2和1molO2充入一定容积的密闭容器中,在催化剂存在下进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197kJ·mol-1,当反应达到平衡状态时,下列说法中正确的是()A.生成SO3的物质的量为2molB.反应放出的热量为197kJC.SO2、O2、SO3的分子数之比一定为2∶1∶2D.SO2的消耗速率必定等于SO3的消耗速率5.下列说法不正确的是()A.对于吸热反应,升温反应速率增大;对于放热反应,升温反应速率减小B.实验室用H2O2分解制备O2,加入MnO2后,反应速率明显加快C.反应2SO2+O22SO3中,每反应1molSO2,生成1molSO3D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,其他条件相同时,相同质量的粉末状碳酸钙比块状碳酸钙反应要快6.一定温度、压强下,在一定容积的密闭容器内发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197kJ·mol-1。下列说法正确的是()A.增大O2的浓度能加快反应速率B.增大容器容积能加快反应速率C.若将18O2投入反应容器参与反应,反应达平衡时,18O仅存在于18O2和S18O3中D.该温度、压强下,1molSO2(g)与0.5molO2(g)充分反应放热98.5kJ7.下列图像能准确表示氢气燃烧的热量变化的是()A. B.C. D.8.一定温度下,恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)2C(g),下列能说明反应达到平衡状态的是()A.B、C的浓度相等B.单位时间内生成amolA的同时生成2amolBC.气体的密度保持不变D.体系的压强保持不变9.在2L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是()A.反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量B.实线表示有催化剂的情形C.b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度D.反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01mol·L-1·min-110.将一张滤纸剪成四等份,用铜片、锌片、电流表、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置,在滤纸上滴入稀硫酸直至全部润湿。下列叙述正确的是()A.锌片上发生还原反应B.若用碳棒代替铜,电路中无电流通过C.电子都是从铜片经外电路流向锌片D.该装置的能量转换方式至少有2种11.一定温度下,向2L密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。2min末,NO的物质的量为0.2mol。下列有关说法不正确的是()A.2min末,NH3的浓度为0.1mol·L-1B.0~2min内,用NH3表示的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1C.2min末,生成的H2O的物质的量为0.3molD.反应达平衡时,NO的浓度为0.2mol·L-112.已知:一定条件下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)中,每生成2molHI(g)时会有akJ的能量放出,又知有关化学键键能如下,下列说法正确的是()化学键H—HI—I键能/(kJ·mol-1)bcA.1molH2(g)的能量比2molHI(g)的能量高B.将0.5molH2(g)与1molI2(g)混合,充分反应后放出的热量为0.5akJC.H(g)+I(g)HI(g)是吸热过程D.H—I键的键能为0.5(a+b+c)kJ·mol-113.H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为:①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-565.2kJ·mol-1③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1下列说法正确的是()A.热值指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热量,H2、CO、CH4中热值最大的是CH4B.反应①的反应过程可用图表示C.由反应②可推出:CO2(g)CO(g)+12O2(g)ΔH=-282.6kJ·mol-1D.反应③表示1molCH4(g)和足量O2(g)完全反应生成二氧化碳和气态水放热890.3kJ14.镁—过氧化氢电池的电压稳定、容量大、使用寿命长,其结构如图所示。下列说法正确的是()A.镁作该电池的正极,电极反应式为Mg-2e-Mg2+B.放电时,电子从石墨流出,经导线流向镁C.放电时溶液中的Cl-向正极移动D.该电池总反应的离子方程式为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O15.某化学小组测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为10mL0.1mol·L-1KClO3溶液和10mL0.3mol·L-1NaHSO3溶液,c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A.该反应的离子方程式为ClO3−+3HSO3−Cl-+3SB.该反应在0~4min内的平均反应速率v(ClO3−)=2.5×10-3mol·L-1C.在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小D.起初反应速率很小,一段时间后反应速率明显增大,一定是反应放热温度升高的结果二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(8分)某温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,发生反应,一段时间后反应达到平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)/mol00.240.360.400.40(1)0~50s内的平均反应速率v(N2)=。

(2)已知键的键能为946kJ/mol,H—H键的键能为436kJ/mol,N—H键的键能为391kJ/mol。则生成1molNH3(g)的过程中(填“吸收”或“放出”)的能量为kJ。

(3)为加快反应速率,可采取的措施是(填字母)。

a.升高温度 b.增大容器容积c.恒容时充入He d.加入合适的催化剂17.(10分)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:甲乙(1)定性分析:如图甲所示,可通过观察的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将0.1mol·L-1FeCl3溶液改为mol·L-1Fe2(SO4)3溶液更为合理,其理由是。

(2)定量分析:用图乙所示装置做对照实验,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均保持相同。实验中需要测量的数据是。

(3)查阅资料得知:将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应。试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+和。

18.(10分)为了探究化学反应的热效应,某兴趣小组进行了如下实验:(1)将纯净的固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应),立即塞紧带玻璃弯管的塞子,发现管内红墨水的液面高度如图1、图2所示。①若如图1所示,发生的反应(假设没有气体生成)是(填“放热”或“吸热”)反应,X可以是(填化学式,填一种即可)。

②若如图2所示,发生的反应(假设没有气体生成)是(填“放热”或“吸热”)反应。以下选项中与其能量变化相同的是(填字母)。

A.CO还原CuO的反应B.CaCO3的分解反应C.Al和Fe2O3的反应(2)如图3所示,把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中,试管中放入少量铝片,再滴入5mLNaOH溶液。①实验中观察到的现象是铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、。

②产生上述现象的原因是。

19.(14分)2022年11月,“神舟十五号”载人飞船成功发射,创下了我国在超低温天气成功发射载人飞船的新纪录。肼(N2H4)是火箭常用高能燃料,可与O2发生反应:N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。请回答下列问题:(1)相关化学键的键能如表所示:化学键N—NH—NOOH—O键能/(kJ·mol-1)159391498946465①O(g)+O(g)O2(g),生成0.5molO2(g)会(填“吸收”或“放出”)kJ能量。

②1molN2H4(g)在O2中完全燃烧(填“吸收”或“放出”)kJ能量。

(2)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可设计为燃料电池,装置如图所示。①气体Y为(填化学式),该装置工作时,SO42−移向电极②电极Pt1为(填“负极”或“正极”),发生的电极反应为。

③该装置工作一段时间后,电解质溶液的酸性(填“增强”“减弱”或“不变”)。

20.(13分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:实验序号实验温度/K酸性KMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2O溶液颜色褪至无色时所需时间/sV/mLc/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mL①29320.0240.10t1②T120.0230.1V18③31320.02V20.11t2(1)通过实验①②,可探究(填外界条件)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=,T1=;通过实验可探究温度变化对化学反应速率的影响。

(2)若t1<8,则可以得出的结论是。

(3)该反应中有无色无味气体产生且MnO4−被还原为Mn2+,写出相应反应的离子方程式:(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示,并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是,相应的粒子最可能是。

专题6化学反应与能量变化1.D2.B3.C4.D5.A6.A7.C8.D9.C10.D11.D12.D13.B14.D15.D1.D降温只能减缓反应速率,不能使肉类永远不腐败变质,A错误;并不是所有的化工生产都需要催化剂,B错误;夏天温度高,面粉发酵速率快,冬天温度低,面粉发酵速率慢,C错误;茶叶使用真空包装,能隔绝氧气,显著延长茶叶的储存时间,D正确。2.B断开化学键会吸收能量,A错误;常温下进行的反应可能是吸热反应,如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,且在常温下可进行,C错误;氧化还原反应可能为吸热反应,如碳和二氧化碳在高温条件下反应生成CO,该反应是吸热反应,D错误。3.C图中能量转化方式有风能转化为电能、电能转化为化学能、太阳能转化为电能等,A正确;二氧化碳属于无机化合物,CH3OH属于有机化合物,B正确;生成物除了CH3OH,还有H2O,因此原子利用率不是100%,C错误;利用CO2合成CH3OH燃料,在给人们提供燃料的同时消耗了CO2,可减少对化石燃料的依赖并减少碳排放,D正确。4.D3molSO2和1molO2发生反应,根据化学方程式可知,若1molO2完全反应,则生成2molSO3,而该反应为可逆反应,则生成SO3的物质的量小于2mol,A错误;达平衡状态时,参加反应的氧气的物质的量小于1mol,因此反应放出的热量小于197kJ,B错误;当达到平衡状态时,SO2、O2、SO3的分子数之比不一定为2∶1∶2,C错误;当达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,SO2和SO3的化学计量数相等,因此SO2的消耗速率必定等于SO3的消耗速率,D正确。5.A升高温度,无论是吸热反应还是放热反应,反应速率均增大,A错误;二氧化锰在过氧化氢的分解反应中作催化剂,能加快反应速率,B正确;由化学方程式可知,当有1molSO2参与反应,会生成1molSO3,C正确;其他条件相同时,相同质量的碳酸钙粉末比块状的表面积大,反应物的接触面积更大,反应速率更快,D正确。6.AO2是反应物,增大O2的浓度能加快反应速率,A正确;增大容器容积,反应体系内各组分浓度减小,反应速率减慢,B错误;若将18O2投入反应容器参与反应,反应达平衡时,18O存在于18O2、S18O3和S18O2中,C错误;该温度、压强下,1molSO2(g)与0.5molO2(g)充分反应,生成SO3(g)的物质的量小于1mol,反应放出的热量小于98.5kJ,D错误。7.C氢气在氧气中燃烧生成气态水的反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,气态水转化为液态水的过程为放热过程,气态水的能量高于液态水,选C。8.DB、C浓度相等时不一定达到平衡状态,A错误;即使没有达到平衡状态,单位时间内生成amolA的同时也生成2amolB,B错误;恒容密闭容器中气体体积和质量不变,气体的密度一直不变,C错误;容器容积不变,反应前后气体总的物质的量不相等,故体系的压强保持不变,说明反应达到平衡状态,D正确。9.Ca点X的物质的量比b点大,说明参与反应的X较少,则反应进行到a点时放出的热量小于反应进行到b点时放出的热量,A项错误;催化剂能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,故实线表示无催化剂的情形,B项错误;b、c两点之后,X的物质的量不再变化,说明反应已达到相应条件下的最大限度,C项正确;反应从开始到a点,X的物质的量减小了0.1mol,浓度减小了0.1mol2L=0.05mol·L-1,所以v(X)=0.05mol·L−15min=0.01mol·L-1·min-1,则v(Y)=12v(X)=10.D该装置为4个原电池的串联电路,锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极。锌作负极,失电子,发生氧化反应,A错误;若用碳棒代替铜,碳棒能导电,也能形成原电池,电路中有电流通过,B错误;电子由负极(锌片)经外电路流向正极(铜片),C错误;该装置的能量转换方式有化学能转换为电能,电能转换为热能等,D正确。11.D2min末,NO的物质的量为0.2mol,则消耗NH30.2mol,2min末,NH3的物质的量为0.4mol-0.2mol=0.2mol,容器容积为2L,则NH3的浓度为0.1mol·L-1,A正确;0~2min内,用NH3表示的平均反应速率为0.1mol·L−12min=0.05mol·L-1·min-1,B正确;生成0.2molNO的同时生成0.3molH2O,C正确;若0.4molNH3完全反应,则生成NO0.4mol,浓度为0.2mol·L-1,但该反应是可逆反应,不能进行到底,所以反应达平衡时,NO12.D已知反应每生成2molHI(g)时会放出akJ的能量,说明反应是放热反应,即1molH2(g)和1molI2(g)的总能量比2molHI(g)的能量高,但无法判断1molH2(g)的能量和2molHI(g)的能量大小关系,A错误;生成2molHI(g)时会有akJ的能量放出,该反应为可逆反应,将0.5molH2(g)与1molI2(g)混合,充分反应后生成的HI(g)小于1mol,放出的热量小于0.5akJ,B错误;H(g)+I(g)HI(g),形成化学键,是放热过程,C错误;设H—I键的键能为xkJ·mol-1,反应放出的热量=生成物成键放出的热量-反应物断键吸收的热量=2xkJ-(b+c)kJ=akJ,解得x=0.5(a+b+c),则H—I键的键能为0.5(a+b+c)kJ·mol-1,D正确。13.BH2、CO、CH4的热值分别为285.8÷2kJ/g、565.2÷(28×2)kJ/g、890.3÷16kJ/g,所以热值的大小关系为H2>CH4>CO,A错误;反应①ΔH<0,是放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①的反应过程可用题图表示,B正确;反应②ΔH<0,是放热反应,则反应②的逆过程为吸热反应,所以由反应②推出的反应的正确热化学方程式为CO2(g)CO(g)+12O2(g)ΔH=+282.6kJ·mol-1,C错误;反应③表示1molCH4(g)和足量O2(g)完全反应生成二氧化碳气体和液态水放热890.3kJ,D错误。14.D镁作负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Mg-2e-Mg2+,A错误;放电时,电子从负极(镁)经外电路流向正极(石墨),B错误;原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,C错误;正极的电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O,则该电池总反应的离子方程式为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O,D正确。15.D根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可得该反应的离子方程式为ClO3−+3HSO3−+3SO42−+3H+,A正确;由题图中数据可知,该反应在0~4min内的平均反应速率v(Cl-)=0.010mol·L−14min=2.5×10-3mol·L-1·min-1,v(ClO3−16.答案(每空2分)(1)1.2×10-3mol·L-1·s-1(2)放出46(3)ad解析(1)根据题表数据可知,在0~50s内NH3的物质的量增加了0.24mol,则由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知,消耗N2的物质的量为0.12mol,则v(N2)=0.12mol2.0L50s=1.2×10-3mol·L-1·s-1(2)根据题中数据可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol,则生成1molNH3(g)的过程中放出的能量为92kJ×12=46kJ。(3)升高温度,反应速率加快,a正确;增大容器的容积,导致反应体系中各组分的浓度减小,反应速率减慢,b错误;恒容时充入He,反应体系中各组分的浓度不变,反应速率不变,c错误;加入合适的催化剂,反应速率加快,d正确。17.答案(每空2分)(1)产生气泡0.05消除阴离子不同对实验的干扰(2)产生40mL气体所需的时间(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O解析(1)该反应中产生气体,可根据生成气泡的快慢得出结论。氯化铁和硫酸铜中阴、阳离子都不同,会产生干扰,硫酸铁和硫酸铜的阴离子相同,可以消除阴离子不同对实验的干扰,且应该保持Fe3+浓度仍为0.1mol·L-1,故改为0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液更合理。(3)已知①2H2O22H2O+O2↑,②2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+,由①-②得另一反应为2H++2Fe2++H2O22Fe3++2H2O。18.答案(除注明外,每空2分)(1)①放热(1分)CaO(答案合理即可)②吸热(1分)B(2)①饱和澄清石灰水变浑浊②铝和NaOH溶液反应生成H2,且该反应是放热反应,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低解析(1)①若如图1所示,体系内压强大于外界大气压,说明体系内气体膨胀,反应放热,故物质X可以是Na2O、CaO等。②若如图2所示,体系内压强小于外界大气压,说明体系内气体体积缩小,反应吸热。CO还原CuO的反应为放热反应,CaCO3的分解反应为吸热反应,Al和Fe2O3的反应为放热反应。(2)把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中,向试管中放入少量铝片,再滴入