2024版新教材高中化学专题6化学反应与能量变化综合评价苏教版必修第二册

专题6综合评价考试时间：75分钟满分：100分一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1．下列电池能实现化学能与电能相互转化的是()2．某学习小组用铁与稀硫酸反应探究“影响化学反应速率因素”，数据如下表：试验序号铁的质量/g铁的形态V(H2SO4)/mLc(H2SO4)/mol·L－1反应前溶液的温度/℃金属完全消逝的时间/s①0.10片状500.820200②0.10粉状500.82025③0.10片状501.020125④0.10片状501.03550请分析上表信息，下列说法错误的是()A．试验①和②表明固体反应物的表面积越大，反应速率越大B．仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的试验有①和③C．试验③和④表明反应物温度越高，反应速率越小D．试验③将稀硫酸改为同体积、c(H＋)相同的盐酸(其他条件不变)，发觉放出气泡的速率盐酸明显比硫酸快，其可能的缘由是Cl－起催化作用3．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×1023D．反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)的热量变更可以通过反应中形成新共价键的键能之和与反应中断裂旧共价键的键能之和来计算4．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A．CO2和CH4完全转化CH3COOHB．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C—C键D．上升温度可减慢该化学反应速率5．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，1molHBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)=HOOBr(g)(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)=2HOBr(g)(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)=H2O(g)＋Br2(g)下列说法中正确的是()A．三步反应均为放热反应B．步骤(Ⅰ)的反应速率最快C．步骤(Ⅰ)中HBr和O2比HOOBr稳定D．4HBr(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2Br2(g)完全反应放出12.67kJ的能量6．活性炭可处理大气污染物NO，反应原理为C(s)＋2NO(g)⇌N2(g)＋CO2(g)。下列有关该反应的说法正确的是()A．加入足量的活性炭可以实现NO100%转化B．上升体系温度能加快反应速率C．增大压强不能加快反应速率D．运用催化剂不影响反应速率7．在物理学的匀变速直线运动中常用图甲来分析速度、时间和位移的关系，t时，质点的位移相当于图中阴影部分的面积。容积固定为1L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋2Y(g)⇌2Z(g)，以Y的浓度变更表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图乙所示。已知v的单位为mol·L－1·s－1，则图中阴影部分的面积可表示()A．Z的浓度增加量B．Y的浓度增加量C．X的浓度削减量D．X的物质的量削减量8．某反应的反应机理、能量与反应进程的关系如图所示，下列说法不正确的是()A．Fe2＋是该反应的催化剂B．反应的总离子方程式为S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－eq\o(=,\s\up7(Fe2＋))2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2C．S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))在第一步反应中作氧化剂D．两步反应都是放热反应9．中国科学家用墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂—空气电池如图甲，电池的工作原理如图乙。下列有关说法正确的是()A．放电时，纸张中的石墨作为锂电池的负极B．开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源的正极C．闭合开关K给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li＋＋e－=LiD．放电时，Li＋由正极经过有机电解质溶液移向负极10．下列对图a和图b的分析合理的是()A．图a负极上发生的反应是O2＋4e－＋2H2O=4OH－B．图b接通开关后溶液中的H＋向正极移动C．图a中的铁棒发生腐蚀，正极上发生的反应可能是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．图b接通开关后铜被腐蚀11．关于下列电池的说法不正确的是()A.苹果中含有苹果酸，图甲中铁片作负极B．图乙中由于空气中的O2在Cu片表面得电子，导致滤纸片中的Cl－向铜片移动C．图丙中酸性锌锰干电池中锌筒作负极被不断消耗，用久有漏液风险D．图丁中电流从石墨电极流向镁电极12．下列图示与对应的叙述不相符的是()A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变更B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变更C．图丙表示除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中，反应速率v随时间t的变更曲线D．图丁表示某温度下V1mL1.0mol·L－1盐酸和V2mL1.5mol·L－1的NaOH溶液混合匀整后溶液温度随V1的变更趋势(V1mL＋V2mL＝50mL)13．下列对应化学平衡状态的推断不正确的是()A．反应2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)，如单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡B．反应2A(s)⇌2B(g)＋3C(g)，密闭容器中B的体积分数不变，标记反应达到平衡状态C．反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)，当平均摩尔质量不变时，反应达到平衡D．反应NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)，反应体系的颜色不再发生变更时，反应达到平衡14．依据如图所示示意图，下列说法不正确的是()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取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)吸取的热量为131.3kJD．1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ15．科学家研发了一种绿色环保的“全氢电池”，有望削减废旧电池产生的污染，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．“全氢电池”工作时，将酸碱反应的中和能转化为电能B．吸附层b发生的电极反应式：H2－2e－＋2OH－=2H2OC．Na＋在装置中从右侧透过阳离子交换膜向左侧移动D．“全氢电池”的总反应式：2H2＋O2=2H2O二、非选择题(本小题包括5小题，共55分)16.(9分)已知：反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入确定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变更的曲线如图所示。(1)经测定前4s内v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________。(2)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变更曲线绘制出来。(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的依次为____________________。17．(9分)试回答下列各题：(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变更示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。①已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－185kJ·mol－1。请填空：共价键H—HCl—ClH—Cl键能/(kJ·mol－1)436247②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，依据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。18．(13分)依据下列原电池的装置图，回答问题：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“上升”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则负极A极材料为________，正极B极材料为________，溶液C为________。(3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：①则d电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若线路中转移2mol电子，则上述燃料电池，消耗的O2在标况下的体积为________L。19．(10分)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，从而开拓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(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且须要合适的催化剂。已知1molN2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92kJ热量。假如将10molN2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)920kJ。(2)试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。①用N2表示的化学反应速率为__________。②确定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填字母)。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∶2c．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)某试验小组同学进行如图甲所示试验，以检验化学反应中的能量变更。请依据你驾驭的反应原理推断，②中的温度________(填“上升”或“降低”)。反应过程________(填“①”或“②”)的能量变更可用图乙表示。20．(14分)化学反应速率和化学反应限度与生产、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更，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，试验记录如下(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________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，缘由是_______________________________________________________。②求3～4min时间段以盐酸的浓度变更来表示的该反应的反应速率______________(设溶液体积不变)。(2)另一学生为限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，你认为不行行的是________(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密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变更曲线如图：①该反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________。②该反应达到平衡状态的标记是________(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3∶1C．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____________。专题6综合评价1．答案：B2．解析：试验①和②中，其他条件相同，只有铁的状态不同，因此固体反应物的表面积越大，反应速率越大，A项正确；试验①和③中，其他条件相同，只有c(H2SO4)不同，B项正确；依据数据，温度越高，金属完全消逝的时间越短，反应速率越快，C项错误；因为其他条件都相同，不同的是SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和Cl－，盐酸反应速率快，应是Cl－的催化作用，D项正确。答案：C3．答案：D4．答案：D5．答案：C6．解析：A错，对于可逆反应，即使加入足量的活性炭，也不行能实现NO的100%转化。B对，上升体系温度，可加快反应速率。C错，增大压强可以增大反应物和生成物的浓度，从而加快反应速率。D错，运用催化剂，可以加快(或减慢)反应速率。答案：B7．解析：SaOdb表示正反应使Y削减的浓度，SOdb表示逆反应使Y增加的浓度，故阴影部分的面积表示Y的浓度削减量Δc(Y)，B项错误；依据物质的浓度变更量之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，可知Y的浓度削减量等于Z的浓度增加量，A项正确；X的浓度削减量Δc(X)＝eq\f(1,2)Δc(Y)，为阴影部分面积的一半，C项错误；依据Δc(X)＝eq\f(1,2)Δc(Y)，结合容器的容积为1L，可知X的物质的量削减量为阴影部分面积的一半，D项错误。答案：A8．解析：由图知第一步反应为S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))与Fe2＋反应生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和Fe3＋，反应的离子方程式为S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2Fe2＋=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Fe3＋，其次步反应为Fe3＋与I－反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，反应的总离子方程式为S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－eq\o(=,\s\up7(Fe2＋))2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2，A、B正确；第一步反应为S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))与Fe2＋反应生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和Fe3＋，S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))在反应中作氧化剂，C正确；由题图可知第一步反应为吸热反应，其次步反应为放热反应，D错误。答案：D9．解析：可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，活泼的锂是负极，A项错误；开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源的负极，B项错误；闭合开关K给锂电池充电，X对应充电电极上的反应为Li＋＋e－=Li，C项正确；放电时，Li＋由负极经过有机电解质溶液移向正极，D项错误。答案：C10．解析：图a负极上发生的反应是Fe－2e－=Fe2＋，A错误；图b接通开关后，形成原电池，溶液中的H＋向正极移动，B正确；图a在液面与空气的交界处铁棒发生吸氧腐蚀，正极反应是O2＋4e－＋2H2O=4OH－，C错误；锌被腐蚀，D错误。答案：B11．解析：图甲，苹果中的苹果酸是电解质，该装置为原电池，铁比铜活泼，铁片作负极，A项正确；图乙，该装置为原电池，电解质溶液为饱和食盐水，铁比铜活泼，铁片作负极，铜片作正极，正极上空气中的氧气得电子，Cl－(阴离子)移向负极，即向铁片移动，B项错误；图丙，酸性锌锰干电池中锌筒作负极，Zn失去电子被消耗，用久有漏液风险，C项正确；图丁，Mg是活泼金属，能与稀盐酸反应，故镁作负极，石墨作正极，电流从石墨电极流向镁电极，D项正确。答案：B12．解析：燃烧为放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，图示与叙述不相符，A符合题意；酶催化存在最适宜的温度，在最适宜的温度下酶的催化活性最高，化学反应速率最快，温度低于或者高于最适宜温度，化学反应速率都减慢，图示与叙述相符，B不符合题意；Mg和盐酸反应为放热反应，起先反应时，反应放热且H＋浓度较大，影响速率的主要因素为温度，温度上升，化学反应速率加快；随着反应的进行，H＋浓度减小，影响速率的主要因素为H＋浓度，H＋浓度减小，化学反应速率减慢，图示与叙述相符，C不符合题意；酸碱恰好完全反应时，放热最多，温度最高，此时酸、碱的物质的量相同，V1mL×1.0mol·L－1＝V2mL×1.5mol·L－1，V1∶V2＝3∶2，溶液的总体积为50mL，则温度最高的点对应的V1＝30mL，图示与叙述相符，D不符合题意。答案：A13．解析：单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，即正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确；反应2A(s)⇌2B(g)＋3C(g)分解反应中，反应物是固体，无论反应是否达到平衡，B的体积分数始终为eq\f(2,5)，所以密闭容器中B、C的体积分数不变，不标记反应平衡，B错误；反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)，随着反应的进行，气体的m(总)、n(总)在不断发生变更，当平均相对分子质量或平均摩尔质量不变时，即m(总)、n(总)不再变更，标记反应达到平衡，C正确；NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)，反应体系的颜色不再发生变更时，NO2的浓度不变，反应达到平衡，D正确。答案：B14．答案：C15．解析：A对，据图以及左侧和右侧物质成分知，左侧含有NaOH、右侧含有高氯酸，所以“全氢电池”工作时，将酸碱反应的中和能转化为电能。B错，吸附层a为负极，电极反应式为H2＋2OH－－2e－=2H2O，吸附层b为正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。C错，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na＋向右侧正极移动。D错，负极反应式为H2＋2OH－－2e－=2H2O，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电池的总反应式为H＋＋OH－=H2O。答案：A16．解析：(1)前4s内，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，Δc(C)＝0.05mol·L－1·s－1×4s＝0.2mol·L－1，a∶c＝3∶2。由图像知，在12s时Δc(A)∶Δc(B)＝(0.6mol·L－1)∶(0.2mol·L－1)＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者之比为3∶1∶2，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)⇌2C(g)。(2)生成物C的浓度从0起先增加，到12s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝0.4mol·L－1。(3)丙容器中v(C)＝9.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1，都换算为B的速率，甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的依次为乙>甲>丙。答案：(1)3A(g)＋B(g)⇌2C(g)(2)(3)乙>甲>丙17．解析：(1)依据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变更示意图可知，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，反应焓变＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1，所以NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)①ΔH＝436kJ·mol－1＋247kJ·mol－1－2E(H—Cl)＝－185kJ·mol－1，解得E(H—Cl)＝434kJ·mol－1。②依据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O；b为硒化氢的生成热数据，则硒化氢分解放热，ΔH＝－81kJ·mol－1，所以H2Se发生分解反应的热化学方程式为H2Se(g)=Se(s)＋H2(g)ΔH＝－81kJ·mol－1。答案：(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)①434②H2Se(g)=Se(s)＋H2(g)ΔH＝－81kJ·mol－118．解析：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH上升。(2)将反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋设计成上图所示的原电池装置，Cu元素的化合价由0价上升到＋2价，失电子作原电池的负极，则负极A极材料为Cu，正极B极材料为石墨，Fe3＋在正极得电子发生还原反应，溶液C用可溶性铁盐，即含Fe3＋的溶液。(3)①依据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，c为负极，d为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以c电极的反应方程式为CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋。②依据正极电极反应式：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，则线路中转移2mol电子时，消耗的O2为0.5mol，在标况下的体积为0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L。答案：(1)2H＋＋2e－=H2↑上升(2)Cu石墨(或比铜活泼性弱的金属)含Fe3＋的溶液(3)①正极CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋②11.219．解析：(1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以将10molN2(g)和足量H2(g)混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20mol，放出的热量小于920kJ。(2)①v(NH3)＝eq\f(\f(10mol,2L),10min)＝0.5mol·L－1·min－1，v(N2)＝eq\f(1,2)v(NH3)＝eq\f(1,2)×0.5mol·L－1·min－1＝0.25mol·L－1·min－1。②反应进行到最大限度，即达到平衡状态，N2的转化率达到最大值，则说明反应达到平衡状态，a项正确；N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，无法说明反应达到平衡状态，b项错误；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，c项错误；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，若物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态，d项正确。(3)Ba(OH)2·8H2O晶