2024-2025学年新教材高中化学专题6化学反应与能量变化专题评价含解析苏教版必修2

PAGE15-专题素养评价(一)(专题6)(90分钟100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1.最新报道：科学家首次用X射线激光技术视察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是 ()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中，有CO断键形成C和O的过程C.CO和O生成了具有共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【解析】选C。由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，A错误；由图可知不存在CO的断键过程，B错误；CO与O在催化剂表面形成CO2，CO2含有共价键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，而不是与氧气反应，D错误。2.N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH，有关化学反应的物质变更过程(图1)及能量变更过程(图2)如图：下列说法正确的是 ()A.由图1可知N2O(g)→N2(g)，CO2(g)→CO(g)B.由图2可知ΔH=-226kJ·mol-1C.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2D.由图2可知该反应的逆反应是放热反应【解析】选B。由图1知，N2O(g)→N2(g)，CO(g)→CO2(g)，A错误；由图2知，反应的ΔH=134kJ·mol-1-360kJ·mol-1=-226kJ·mol-1，B正确；由图1知，Pt2O+、Pt2是催化剂，转化过程中无需向反应器中补充，C错误；由图2知，逆反应是吸热反应，D错误。【加固训练】下列过程放出热量的是 ()A.氢气在氯气中燃烧B.液氨汽化C.碳酸钙分解D.H—Cl→H+Cl【解析】选A。全部的燃烧均为放热反应，故氢气在氯气中燃烧也是放热反应，A正确；液态氨气变为气体状态属于汽化，汽化是吸热的过程，B错误；碳酸钙分解是吸热反应，C错误；H—Cl→H+Cl，是化学键的断裂，断开化学键要汲取热量，D错误。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【解析】选D。电池放电除了化学能转化为电能外，还有热能、光能等，A错误；负极应是H2失去电子，B错误；11.2LH2不是标准状况下的体积，无法计算H2的物质的量，也无法计算反应中转移的电子数，C错误；D正确。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【解析】选D。由图示可知，CO2和CH4完全转化为CH3COOH，A正确；化学反应实质是旧化学键断裂、新化学键形成，故CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂，B正确；由图示可知，状态①的能量高于状态②，故①→②放出能量并形成了C—C键，C正确；上升温度加快反应速率，D错误。5.(双选)(2024·济南高一检测)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)的反应速率最慢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【解析】选B、C。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，依据题图可知，第一步反应为吸热反应，A错误；步骤(Ⅰ)为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应均为放热反应，温度上升，反应速率加快，B正确；步骤(Ⅰ)中HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C正确；1molHBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量，则反应4HBr(g)+O2(g)2H2O(g)+2Br2(g)放出50.68kJ的能量，D错误。6.在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中，可使化学反应速率明显增大的措施是 ()①增大压强②上升温度③增大CO2的浓度④增加炭的量⑤降低压强A.①②③ B.②③④C.①②③④ D.②③④⑤【解析】选A。由于反应前后有气体参与和生成，所以增大压强可以增大反应速率；上升温度也可以增大反应速率；增大CO2的浓度也可以增大反应速率；由于炭是固体，所以增加炭的量不会对浓度产生影响，所以不会对反应速率产生影响；降低压强会使反应速率减小。7.反应3X(g)+Y(g)Z(g)+2W(g)在2L密闭容器中进行，5min后Y削减了0.1mol，则此反应的平均速率为 ()A.v(X)=0.03mol·L-1·min-1B.v(Y)=0.02mol·L-1·min-1C.v(Z)=0.10mol·L-1·min-1D.v(W)=0.20mol·L-1·min-1【解析】选A。v(Y)==0.01mol·L-1·min-1，同理得，v(X)=0.03mol·L-1·min-1，v(Z)=0.01mol·L-1·min-1，v(W)=0.02mol·L-1·min-1。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S2+2I-2S+I2。C.S2在第一步反应中作氧化剂D.两步反应都是放热反应【解析】选D。由图知第一步反应为S2与Fe2+反应生成S和Fe3+，反应的离子方程式为S2+2Fe2+2S+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S2+2I-2S+I2，A、B正确；第一步反应为S2与Fe2+反应生成S和Fe3+，S2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。9.(双选)(2024·保山高一检测)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正极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【解析】选A、C。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正确；开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源的负极，B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正确；放电时，Li+由负极经过有机电解质溶液移向正极，D错误。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-+2H2O4OH-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【解析】选B。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-+2H2O4OH-，C错误；锌被腐蚀，D错误。11.已知X(g)+3Y(g)2W(g)+M(g)，1molX完全反应放出akJ热量。肯定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1molX(g)与1molY(g)，下列说法正确的是 ()A.充分反应后，放出热量为akJB.当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比肯定为1∶2C.当X的物质的量分数不再变更，表明该反应已达平衡D.若增大Y的浓度，反应速率减小【解析】选C。因该反应是可逆反应，所以加入1molX(g)不行能完全反应，放出热量为小于akJ，A错误；当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度不变，但不肯定为1∶2，B错误；当X的物质的量分数不再变更，表明该反应已达平衡，C正确；增大Y的浓度，反应速率增大，D错误。12.(2024·厦门高一检测)液态太阳燃料技术路途示意图如图。下列有关说法错误的是 ()A.太阳能最终转化为电能和热能B.燃料电池正极反应式为H2-2e-2H+C.H2O和CO2可循环利用D.该技术的关键是氢气如何平安、高效储存及转移【解析】选B。光伏发电电解水生成氧气和氢气，光电催化制备氢气，氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水，燃料电池电解水生成氧气和氢气，氢气和二氧化碳反应循环运用。分析可知太阳能转化为电能、化学能、热能，太阳能最终转化为电能和热能，A正确；燃料电池正极反应是氧气得到电子发生还原反应，O2+4e-+2H2O4OH-，H2-2e-2H+是负极电极反应，B错误；分析过程可知，参与反应过程，最终又生成的物质可以循环运用，H2O和CO2可以循环运用，C正确；液态太阳燃料技术中，氢气是易燃烧的气体，该技术的关键是氢气如何平安、高效储存及转移，D正确。13.(双选)(2024·成都高一检测)探讨表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变更及反应历程如图所示，两步反应分别为①N2O+Fe+N2+FeO+(慢)、②FeO++COCO2+Fe+(快)。下列说法不正确的是 ()A.反应①是氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应B.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应①确定C.Fe+是反应的催化剂，FeO+是中间产物D.若转移1mol电子，则消耗11.2LN2O【解析】选A、D。反应①②均有元素化合价的升降，因此都是氧化还原反应，A错误；由题图可知，反应①②都是放热反应，总反应的化学反应速率由速率慢的反应①确定，B正确；Fe+作催化剂，FeO+是中间产物，C正确；由于没有指明外界条件，所以不能确定气体的体积，D错误。【加固训练】依据如图所示的反应推断下列说法中错误的是 ()A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B.该反应是吸热反应C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂汲取能量，化学键生成放出能量D.由该反应可推出凡是须要加热才发生的反应均为吸热反应【解析】选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应，CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，A、B正确；在CaCO3中，Ca2+和C之间存在离子键，C中C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键汲取能量，成键放出能量，C正确；须要加热才发生的反应不肯定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D错误。14.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【解析】选B。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，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。15.工业上燃料硫矿石制取硫酸的废气SO2，如图依据原电池的原理将SO2转化为重要的化工原料，下列说法正确的是 ()A.通入SO2的a极为负极B.电子从a极经导线移向b极，再经溶液移向a极C.电池工作一段时间后电解质溶液的酸性减弱D.电池工作时，消耗O2、SO2物质的量之比为2∶1【解析】选A。通入SO2的a极为负极，A正确；原电池中电子从负极经导线流向正极，但电子不进入溶液，B错误；该电池的总反应为2SO2+O2+2H2O4H++2S，因为反应中生成H+，所以电池工作一段时间后，电解质溶液的酸性增加，C错误；1molO2参与反应转移4mol电子，而1molSO2生成S转移2mol电子，二者物质的量之比为1∶2，D错误。16.常温下，依据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)CF4(g)+4HF(g)的反应热量变更是 ()化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol-1)414489565155A.放出1940kJ·mol-1 B.汲取1940kJ·mol-1C.放出485kJ·mol-1 D.汲取485kJ·mol-1【解析】选A。依据反应断键汲取热量(414kJ·mol-1×4+4×155kJ·mol-1)=2276kJ·mol-1，成键放出热量(489kJ·mol-1×4+4×565kJ·mol-1)=4216kJ·mol-1，该反应放出热量4216kJ·mol-1-2276kJ·mol-1=1940kJ·mol-1。二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17.(6分)已知：反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入肯定量的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。

【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。由图象知，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18.(8分)(1)负离子发生器产生的负离子是，它在大气中存在的时间很短。O2、O3、三种微粒自身所具有的能量由低到高的依次是。

(2)A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量；C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时，D汲取的能量大于C汲取的能量。若A、B、C、D间分别形成二元化合物，其中最可能属于离子化合物的是(填写用A、B、C、D表示的化学式)。

(3)下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是(填写编号)。

A.石灰石受热分解B.酒精燃烧C.生石灰溶于水D.试验室用KClO3加热制氧气【解析】(1)能量越高越不稳定，由此可确定三种微粒的稳定性和能量凹凸。(2)由A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量。所以A比B的非金属性强。C、D两元素的原子分别失去1个电子形成稳定结构时，D汲取的能量大于C汲取的能量，则D比C难失电子，即C的金属性比D强，故最可能属于离子化合物的是C2A答案：(1)O2、O3、(2)C2A19.(12分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是。

①以上反应是可逆反应②以上反应不是可逆反应③充电时化学能转变为电能④放电时化学能转变为电能(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去运用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严峻。这是因为。

(3)锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7，而锂电池是新一代高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视。一种常用锂电池的总反应可表示为Li+MnO2LiMnO2，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特殊大而广泛应用于心脏起搏器，一般运用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成；①锂电池比容量特殊大的缘由是。

②锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能运用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其缘由。

③若锂电池供应了5.3×10-5mol的电子(其他损耗忽视不计)，则消耗正极的材料的质量约为克。

【解析】(1)镍(Ni)镉(Cd)充电电池，放电、充电的条件不同，不是可逆反应，放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能。(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，所以在酸性土壤中这种污染尤为严峻。(3)①锂电池比容量特殊大的缘由是锂的摩尔质量小。②锂电池不能运用电解质的水溶液，因为锂与水反应。③依据MnO2+e-Mn 87g 1mol m(MnO2) 5.3×10-5molm(MnO2)=4.611×10-3答案：(1)②④(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液(3)①锂的摩尔质量小②2Li+2H2O2LiOH+H2↑③4.611×10-320.(12分)化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量，如H(g)+I(g)H—I(g)ΔH=-297kJ·mol-1，即H—I键的键能为297kJ·mol-1，也可以理解为破坏1molH—I键须要汲取297kJ的能量。如下表是一些键能数据(kJ·mol-1)：键能键能键能键能H—H436Cl—Cl243H—Cl431H—O464SS255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565(1)由表中数据预料C—Br键的键能范围：<C—Br键能<。

(2)由热化学方程式2H2(g)+S2(s)2H2S(g)ΔH=-224.5kJ·mol-1和表中数值可计算出1molS2(s)气化时将(填“汲取”或“放出”)kJ的热量。

(3)已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)放出99kJ的能量。则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=kJ·mol-1。

(4)如图中a、b、c、d分别代表第ⅥA族元素Te(碲)、Se(硒)、S(硫)、O(氧)的单质与氢气反应ΔH的数据示意图，则非金属元素氢化物的稳定性与非金属与氢气反应生成对应氢化物的ΔH的关系是。写出气态硒化氢在如图状态下，发生分解反应的热化学反应方程式。

【解析】(1)依据C—Cl的键能为330kJ·mol-1，C—I的键能为218kJ·mol-1，所以C—Br键的键能应在二者之间。(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。设断开1molSS(s)须要汲取的能量为Q。依据2H2(g)+S2(s)2H2S(g)ΔH=-224.5kJ·mol-1得出：2×436kJ·mol-1+Q-4×339kJ·mol-1=-224.5kJ·mol-1，则Q=259.5kJ·mol-1，即断开SS(s)须要汲取259.5kJ的能量，依据表中SS(g)的键能为255kJ·mol-1，得1molS2(s)气化时须要汲取(259.5kJ-255kJ)=4.5kJ。(3)已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)放出99kJ的能量。则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1。(4)依据图得O2、S与H2反应放热，且O2与H2反应放热多于硫与氢气反应放出的热，则非金属元素氢化物越稳定，放热越多。气态硒化氢在如图状态下，发生分解反应的热化学反应方程式H2Se(g)Se(s)+H2(g)ΔH=-81kJ·mol-1。答案：(1)218kJ·mol-1330kJ·mol-1(2)汲取4.5(3)-198(4)非金属元素氢化物越稳定，放热越多H2Se(g)Se(s)+H2(g)ΔH=-81kJ·mol-1