2024-2025学年新教材高中化学第六章化学反应与能量单元评价含解析新人教版必修第二册

PAGE14-单元素养评价(六)(第六章)(90分钟100分)(60分钟70分)一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分)1.下列设备工作时,将化学能主要转化为热能的是 ()锂离子电池太阳能集热器硅太阳能电池燃气灶ABCD【解析】选D。锂离子电池是把化学能转化为电能,故A不选;太阳能集热器是把太阳能转化为热能,故B不选;硅太阳能电池是太阳能转化为电能,故C不选;燃烧是放热反应,是化学能转化为热能,故D选。2.某化学反应中生成物的总能量为60kJ,假如该反应是放热反应,那么反应物的总能量可能是 ()A.50kJ B.30kJC.80kJ D.20kJ【解析】选C。因放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,生成物的总能量为60kJ,所以反应物的总能量大于60kJ。3.(教材二次开发·教材习题改编)硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标记。目前的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是 ()A.该反应为可逆反应,故在肯定条件下二氧化硫和氧气不行能全部转化为三氧化硫B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0C.肯定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应起先到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题【解析】选B。对于可逆反应来说,在肯定条件下反应物不行能全部转化为产物,反应只能进行到肯定限度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变更而变更,但反应并没有停止,正、逆反应都依旧进行着。4.2024年是京沪高铁迎来开通运营8周年。作为世界铁路历史上一次建成里程最长、标准最高的高速铁路,京沪高铁于2011年6月30日开通运营。8年来京沪高铁成为中国高铁的标杆和典范。京沪高铁用创新领跑中国速度。科研人员通过改良技术提高高铁速度,同样变更条件也能改变更学反应速率,下列措施对增大反应速率明显有效的是 ()A.Na与水反应时增大水的用量B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的试验【解析】选D。水的浓度可视为固定不变,因此增加水的用量反应速率不变,A错误;铁遇浓硫酸会发生钝化,不再产生氢气,B错误;压强的变更只能适用于有气体参与的反应,C错误;增大固体的表面积可以加快反应速率,D正确。5.依据反应2Ag++CuCu2++2Ag,设计如图所示原电池。下列说法错误的是 ()A.X可以是石墨或银B.Y是硝酸银溶液,N移向XC.电流从X沿导线流向铜D.X极上的电极反应式为Ag++e-Ag【解析】选B。由电池反应2Ag++Cu2Ag+Cu2+可知,铜作负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+;X为正极,可以是不如Cu活泼的Ag,也可以是石墨等,电极反应式为Ag++e-Ag;电解质溶液中需含Ag+,只能是AgNO3溶液,N向负极Cu移动;电流方向和电子方向相反,电流反向:X→导线→Cu。6.(2024·镇江高一检测)在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为随意整数时,达到平衡的标记是 ()①体系的压强不再变更②体系的温度不再变更③各组分的浓度不再变更④各组分的质量分数不再变更⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q⑥单位时间内mmolA发生断键反应,同时pmolC发生断键反应A.②③④⑥ B.①②③④⑥C.②③④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥【解析】选A。推断化学平衡的根本标记是v(正)=v(逆),⑥中mmolA断键,则同时生成pmolC,而pmolC也发生断键反应,因此对C而言v(正)=v(逆),⑥正确;而⑤中未指明反应速率表示的方向,错误;平衡状态的干脆标记是各组分的浓度不再变更,则各组分的质量分数不再变更,③④正确;间接标记是体系的温度不再变更,故②正确。但因(m+n)与(p+q)的相对大小不确定,故①无法确定。7.(2024·广州高一检测)可再生能源是我国重要的能源资源,在满意能源需求、改善能源结构、削减环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是 ()A.如图是太阳能光伏发电原理图,图中A极为正极B.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源C.推广可再生能源有利于经济可持续发展D.光伏发电能量转化方式是光能干脆转变为电能【解析】选A。在原电池的外电路中,电流由正极流向负极,由图中的电流方向可推断A极为负极,A错误;风能、太阳能、生物质能在短时间内能形成,属于可再生能源,B正确;推广可再生能源有利于经济可持续发展,C正确;光伏电池发电是将光能干脆转化为电能,D正确。8.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是 ()图Ⅰ碱性锌锰电池图Ⅱ铅-硫酸蓄电池图Ⅲ原电池图Ⅳ银锌纽扣电池A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是作催化剂B.图Ⅱ所示电池充电时,Pb(负极)与外电源正极相连C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag【解析】选D。图Ⅰ所示电池中,MnO2作氧化剂,A项错误;图Ⅱ所示电池是充电电池,充电时,Pb(负极)与外电源负极相连,B项错误;图Ⅲ所示电池中,Fe是负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Cu是正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,Cu2+浓度减小,C项错误;图Ⅳ所示电池中,负极Zn→Zn2+,发生氧化反应,Zn作还原剂;正极Ag2O→Ag,发生还原反应,Ag2O作氧化剂,D项正确。9.(2024·德州高一检测)肯定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是()A.0～15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.上升温度正反应速率加快,逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快【解析】选D。0～15s内,v(I2)=v(HI)=×=0.001mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需时间大于10s,B项错误;上升温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率加快,D项正确。10.对于放热反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,下列叙述正确的是 ()A.反应过程中的能量关系可用如图表示B.1molZn的能量大于1molH2的能量C.若将其设计为原电池,则锌作正极D.若将其设计为原电池,当有32.5gZn溶解时,正极放出的气体体积肯定为11.2L【解析】选A。由于该反应是一个放热反应,依据能量守恒原理可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应过程中的能量关系与题中图象相符,A项正确;反应物、生成物各有两种,无法确定Zn和H2所含能量的凹凸,B项错误;若将其设计为原电池,则锌作负极,C项错误;因未指明温度、压强等条件,故正极放出的气体体积不确定,D项错误。11.为了探究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个试验,下列叙述不正确的是 ()A.将质量相同、形态相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应,二者反应速率相等B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的盐酸反应,大理石粉反应更快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下,发觉光照可以加快浓硝酸的分解D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管,产生氧气的速率不同【解析】选A。影响化学反应速率的因素有许多,外界因素中除浓度、压强、温度、催化剂等因素外,光、固体颗粒大小、超声波等因素也能影响化学反应速率。A项中由于镁的活泼性比铝强,故镁与盐酸反应比铝与盐酸反应要快得多。12.(2024·邯郸高一检测)下列描述的化学反应状态,不肯定是平衡状态的是 ()A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变B.2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变D.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1【解析】选D。A项,该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变,即Br2的百分含量保持不变,反应处于平衡状态;B项,该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变,说明NO2和N2O4的物质的量保持不变,反应处于平衡状态;C项,该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变,说明CO2的质量保持不变,反应处于平衡状态;D项,对于化学反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g),假如起先时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)=3∶1的混合气体,或加入的是纯NH3,在反应从起先到化学平衡状态,始终是n(H2)∶n(N2)=3∶1,因此,n(H2)∶n(N2)=3∶1的状态不肯定是平衡状态。二、非选择题(本题包括3小题,共34分)13.(6分)(2024·西安高一检测)(1)某试验小组同学进行如图所示试验,以检验化学反应中的能量变更。试验发觉,反应后①中的温度上升,②中的温度降低。由此推断铝条与盐酸的反应是________热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________热反应。反应________(填“①”或“②”)的能量变更可用图(b)表示。

(2)肯定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1,生成液态水放出的热量为Q2,那么Q1________(填“大于”“小于”或“等于”)Q2。

(3)已知:4HCl+O22Cl2+2H2O,该反应中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为________kJ。

【解析】(1)Al与盐酸反应后,温度上升,则说明反应放热,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应后温度降低,说明反应为吸热反应;反应①为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①的能量变更可用图(b)表示。(2)氢气燃烧分别生成液态水和气态水,由气态水转化为液态水还要放出热量,故Q1<Q2。(3)用E(H—O)、E(H—Cl)分别表示H—O键、H—Cl键键能,反应中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量,则4×E(H—Cl)+498kJ·mol-1-2×243kJ·mol-1-4×E(H—O)=-115.6kJ·mol-1,整理得4E(H—Cl)-4E(H—O)=-127.6kJ·mol-1,即E(H—O)-E(H—Cl)=31.9kJ·mol-1,故断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为31.9kJ·mol-1×1mol=31.9kJ。答案:(1)放吸①(2)小于(3)31.914.(14分)(原创)已知Fe3+具有氧化性,I-具有较强的还原性,二者可自发进行氧化还原反应。通过如下试验对此反应进行探究。(1)写出Fe3+和I-发生反应的离子方程式_________。

(2)【试验一】(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2极易溶于CCl4,此试验中的其他物质不溶于CCl4)操作现象结论①取5mL0.1mol·L-1KI溶液,加入0.1mol·L-1FeCl3溶液5～6滴,接着加2mLCCl4;充分振荡溶液分层,下层呈________色

②取上层清液,加入2滴KSCN溶液溶液呈红色【思索】由反应方程式知,上述试验①中KI过量许多,如何说明试验②中的结论?____________。

(3)【试验二】依据【试验一】对Fe3+和I-反应探究的结论,设计如图所示装置。①反应起先时,电流表指针发生偏转,该装置中能量转化形式为________。

②反应起先时,石墨(a)作________极,石墨(b)上发生________反应。

③反应起先时,电子沿导线移动方向为________(填“a→b”或“b→a”)。

④反应起先时,石墨(a)的电极反应式为

__。

⑤反应进行一段时间后,电流表读数为0,说明白

__。

【解析】(1)依据氧化还原反应离子方程式的书写方法可写出:2Fe3++2I-2Fe2++I2。(2)依据信息,溶液分层,I2易溶于CCl4,则下层呈紫红色,说明Fe3+与I-发生了反应,生成I2。取上层清液加入2滴KSCN溶液呈红色,说明有Fe3+剩余。依据离子方程式及反应物用量知,I-过量许多时,Fe3+剩余,说明Fe3+与I-的反应不能进行究竟,有限度,属于可逆反应。(3)Fe3+与I-的反应是自发的、可逆的氧化还原反应,因此此试验装置是原电池。石墨(a)是正极,电极反应式为2Fe3++2e-2Fe2+,发生还原反应;石墨(b)是负极,电极反应式为2I--2e-I2,发生氧化反应。电子由负极石墨(b)→正极石墨(a)。反应进行一段时间后,电流表读数为0,证明此可逆反应达到平衡状态。答案:(1)2Fe3++2I-2Fe2++I2(2)【试验一】①紫红有I2生成②有Fe3+剩余【思索】Fe3+和I-的反应不能进行究竟,有限度,属于可逆反应(3)【试验二】①化学能→电能②正氧化③b→a④Fe3++e-Fe2+⑤此可逆反应达到平衡状态15.(14分)(2024·南通高一检测)化学反应速率和限度与生产、生活亲密相关。(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.容器内气体的压强保持不变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________。

【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;缘由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)==0.025mol·L-1·min-1。(2)加入蒸馏水及加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不削减产生氢气的量,故A、B正确;C项,加入KNO3溶液,H+浓度减小,因酸性溶液中有N,具有强氧化性,与Zn反应无氢气生成,错误;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,错误。(3)①由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量削减,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)=1∶2∶3,参与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3∶1,随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为3∶1,不能作为平衡状态的标记,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记,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,无法推断反应达到平衡状态,故E错误;③2min内Y的转化率=×100%=(1mol-0.9mol)÷1mol×100%=10%。答案:(1)①2～3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②0.025mol·L-1·min-1(2)CD(3)①3X(g)+Y(g)2Z(g)②AC③10%(30分钟30分)一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)16.(2024·铜陵高一检测)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)kJB.该反应过程反应物断键汲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)汲取的热量为131.3kJD.1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ【解析】选C。由图可知,该反应为吸热反应,A项正确;该反应过程反应物断键汲取的能量为bkJ大于生成物成键放出的能量为akJ,B项正确;依据图象可知1molC(s)和1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)汲取的热量为131.3kJ,而1molH2O(l)变为1molH2O(g)时要汲取热量,因此1molC(s)和1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)汲取的热量大于131.3kJ,C项错误;由图可知,1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ,D项正确。17.某爱好小组学生设计水果电池:把锌片和铜片用导线连接好,然后将锌片和铜片平行插入簇新西红柿中,再在导线中接一个灵敏电流表,指针发生偏转,将西红柿换成橘子后重新做试验,发觉电流表指针没有发生偏转。下列针对该组试验的说法正确的是 ()A.通过对比试验说明西红柿汁是电解质溶液,而橘子汁是非电解质溶液B.通过对比试验得出西红柿汁:pH<7,橘子汁:pH>7C.用橘子探究原电池工作原理的试验不行能获得胜利D.通过对比试验说明构成原电池条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路【解析】选D。将西红柿换成橘子后重新做试验,电流表指针没有发生偏转,说明没有形成原电池,其缘由是多方面的,因此不能说明西红柿汁是电解质溶液,而橘子汁是非电解质溶液,A项错误;通过对比试验不能得出西红柿汁:pH<7,橘子汁:pH>7,B项错误;用橘子也可以探究原电池工作原理,C项错误;通过以上分析和试验现象说明构成原电池的条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路,D项正确。18.镁-空气电池的工作原理如图所示,电池反应方程式为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。有关该电池的说法不正确的是 ()A.通入氧气的电极为正极B.放电时,溶液中的OH-由正极移向负极C.负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2D.当电路中转移0.04mol电子时,参与反应的O2为0.02mol【解析】选D。镁-空气电池中,镁为负极,氧气为正极,A正确;原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,所以溶液中的OH-由正极移向负极,B正确;镁为负极,Mg失电子生成Mg2+,与正极产生的OH-结合生成Mg(OH)2,电极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2,C正确;氧气为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,依据电极反应式可知:当电路中转移0.04mol电子时,参与反应的O2为0.01mol,D错误。19.生物电池是一种用芽胞杆菌来处理人的排泄物,生产氨气,氨气作为电极活性物质,在铂电极发生电极反应,用于宇宙飞船中。糖生