高中化学第6章化学反应与能量章末测评新人教版必修第二册

化学反应与能量

（建议用时：90分钟）

一、选择题

1.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可

工作，电池反应为2Mg+0z+2H20=2Mg（0H）2。下列关于该电池的说法错误的是（）

A.镁片作为正极

B.食盐水作为电解质溶液

C.电池工作时镁片逐渐被消耗

D.电池工作时实现了化学能向电能的转化

［答案］A

2.下列说法正确的是（）

A.化学键的变化必然会引起能量变化，所以能量变化也一定会引起化学变化

B.所有化学变化的能量都可以通过原电池转化为电能

C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒

D.化学变化一定会引起物质种类的变化，所以反应体系内物质种类变化一定是发生化学

变化

C［能量变化不一定会引起化学变化，如物质的三态变化是物理变化，A错误；只有自

发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，B错误；物质种类发生变化不一定是发生了化学变

化，D错误。］

3.某反应由两步反应A==^B==^构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是

（）

A.三种化合物中C最稳定

B.两步反应均为吸热反应

C.A与C的能量差为“

D.A-----43反应,反应时一定要加热

A［能量越低物质越稳定，三种化合物中C的能量最低，则C最稳定，故A正确；由图

像可知，第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应，故B错误；A与C的能量差AQ

E\+ELELE\,故C错误；A=iB的反应是吸热反应，与反应发生的条件无关，即吸热反应

不一定要加热，故D错误。］

4.某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶

液中，能观察到有电流产生的是（）

A.用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中

B.用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中

C.用锌片、铜片作电极插入番茄中

D.用铜片、铁片作电极插入酒精中

C［要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极，其中一个

电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜、石墨与稀硫酸均不反应；B项，

电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，其汁液可作电解质溶

液。］

5.对于放热反应2s02（g）+02（g）=2S03（g）,下列判断正确的是（）

A.2molSO,和足量的Oz反应，必定生成2molS0：1

B.当/（正）逆）时，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小

C.正反应速率之比为r（S02）:F（02）：MSOa）=2：1：2时，反应达到平衡

D.反应达到平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

B［该反应为可逆反应，不论条件怎样改变，反应不可能进行完全,A项错误；武正）＞八逆）

表示反应正向进行，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小，B项正确：在可逆反应里,

各物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，此时反应不一定达到平衡，C项错误；升

高温度，正、逆反应速率均增大，D项错误。］

6.金属（M）-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A.金属M作电池负极

B.电解质是熔融的M0

C.正极的电极反应式为。2+4院+2H2。=401

I）.电池总反应式为2M+0z+2H2（）=2M（0H）2

B［根据题图可知金属M失电子转化为M2+,则金属M为负极，通入空气的电极为正极,

故A正确；电解质是熔融的M（0H）2,故B错误；正极发生还原反应，电极反应式为02+4e-+

-2+

2H20=40H,故C正确；M失去电子生成M,结合C中分析，电池总反应式为2M+02+

2H2O=2M（OH）2,故D正确。］

7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是（）

金属外壳锌粉

浸了KOH

一溶液的隔板

Qrhso,溶液3

原电池示意图纽扣式银锌电池

甲乙

石墨棒

二氧化镒、

炭黑、氯化

钱、气化锌

一锌筒

锌镒干电池铅蓄电池

丙丁

A.图甲：Zn"向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中卜产浓度增大

B.图乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OtT

C.图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

I).图丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减小

A［图甲为Zn、Cu、H60,溶液构成的原电池，锌为负极，铜为正极，锌失去电子生成锌

离子，Zr?+向Cu电极方向移动，在铜电极上氢离子得到电子生成氢气，故Cu电极附近溶液中

酎浓度减小，A错误；锌为负极，电解质溶液为碱性溶液，所以正极的电极反应式为Ag2+2e

"+H2O=2Ag+2Oir,B正确；锌筒作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn—2e

-2+

=Zn,锌溶解，锌筒会变薄，C正确；电池放电过程中，电池总反应为Pb+PbO2+

2H2so产=2PbSO,+2HO消耗硫酸，硫酸浓度不断减小，D正确。］

8.已知：①1molH,分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②11nolL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.k分子比上分子稳定

B.2molHI(g)发生分解反应吸收11kJ热量

C.HI与NaOH的反应属于放热反应

D.0.5mol/(g)与“5molL(g)完全反应释放出5.5kJ热量

A［选项A,H2分子共价键断裂时吸收的热量比L分子共价键断裂时吸收的热量多，出

分子比1分子稳定,A选项错误。选项B,2moiHI(g)发生反应2Hl(g)=Hz(g)+L(g),吸收

的热量=2£(H—I)一£(H—1)=2molX299kJ•mol-1-lmolX436kJ•mor'-l

-1

molX151kJ-mol-11kjo选项C,中和反应是放热反应。选项D,根据选项B计算可知正

确。］

9.用4g单质锌与5mL2mol-的稀硫酸作用制备氢气时，下列四种情况下生成氢

气速率的大小顺序为()

①锌粒+稀硫酸②锌粉+稀硫酸③锌粉+稀硫酸+少量CuSOi粉末④锌粒+稀硫

酸+少量3mol•I.一'盐酸

A.②〉③〉④〉①B.①>②遍〉④

C.③淄>①〉④D.②国>③,④

C［用4g单质锌与5mL2mol的稀硫酸作用制备氢气时，锌的表面积越大，反应

速率越快，则反应速率：②〉①；该反应的实质是锌与氢离子反应，氢离子浓度越大，反应

速率越快，①中氢离子浓度为4mol-L-1,④中加入少量3mol•盐酸，溶液中氢离子浓

度小于4moi•「'，则反应速率：①〉④；③中锌与CuSOi反应置换出铜，构成原电池，反应

速率加快，则反应速率：③〉②；因此生成氢气速率的大小顺序为③>②>①>④，故选C。］

10.在恒温恒容的密闭容器中进行反应2$02+0：==^2$03,若反应物浓度由0.1mol•L

降到0.06mol•需20s,那么由0.06mol,广,降到0.024mol,L-1需要的反应时间

为()

A.等于18sB.等于12s

C.大于18sD.小于18s

［答案］C

11.熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600〜700℃),具有效率高、噪声低、无污染

等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()

A.电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用

B.负极反应式为也一2屋+0)7=(：02+上0

C.电子流向：电极a-负载一电极b-熔融碳酸盐一电极a

D.电池工作时，外电路中通过0.2mol电子，消耗3.2g02

B［电池工作时，负极反应式：乩-2e+CO3^=C02+H2O,正极反应式：0?+46+

2C02=2C0r,故熔融碳酸盐不仅起到导电的作用，还参与了电极反应，A项错误，B项正确;

电子只能在电极和外电路中移动，不会通过熔融碳酸盐，C项错误；根据正极的反应式可知，

外电路中通过0.2mol电子，消耗氧气的物质的量为0.05mol,质量为1.6g,D项错误。］

12.X、Y、Z为三种气体，把amolX和6moiY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y2Z。

达到平衡时，若它们的物质的量满足"(X)+〃(Y)=〃(Z),则Y的转化率为()

a+b…2a+b…

A.^^XIOO%B.——-——X1OO%

55b

八2a+ba+b…

C.---------X100%D.-r—X100%

55a

B[设反应达到平衡时消耗Y的物质的量为xmob则：

X+2Y=i2Z

起始量/molab0

转化量/molXX

Y

平衡量/molb-xX

2，+♦mol

Oo—|-A5

+(b-x)=x,解得x=—。Y的转化率为——-——X100%

H5bmol

2a+6

X100%。]

5b

13.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF,是一种温室气体，其储存能量的能力

是CO?的12000~20000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，已知键能是指断开1mol

化学键变为气态原子时所放出的能量，以下是几种化学键的键能：

化学键N=NF—FN-F

键能/(kJ-moL)941.7154.8283.0

下列说法中正确的是()

A.过程Nz(g)—2N(g)放出能量

B.过程N(g)+3F(g)-NFs(g)放出能量

C.反应Nz(g)+3Fz(g)=2NF3(g)是吸热反应

D.NF：,吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应

B[A项，由NMg)—2N(g)破坏化学键需吸收能量；B项，N(g)+3F(g)-NF：,(g)是形

成化学键，放出能量；C项，△//=(941.7+154.8X3-283.0X6)kJ•mor'=-291.9kJ•mol

t,反应放热；D项，化学反应的实质是化学键的断裂和形成。]

14.下列各组反应(表中物质均为反应物)在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是()

金属(粉末状)

选项酸的浓度及体积反应温度/℃

及其物质的量/mol

AMg0.16mol•L硝酸10mL60

BMg0.13mol•L।盐酸10mL60

CFe0.13mol•L-1盐酸10mL60

DMg0.13mol•L-1硫酸10mL60

I)［影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁的金属活动性强于铁，所以C项

放出氢气的速率最小。A项，Mg与HN03反应不会产生氢气，B、D两项中只需比较c(H+)的大

小即可，HC1为一元强酸，硫酸为二元强酸，故相同浓度的盐酸与硫酸溶液，硫酸溶液中的

c(H+)大于盐酸中的c(H+),D项符合题意。］

15.如图所示为800C时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上

分析不能得出的结论是()

A.发生的反应可表示为2A(g)==i2B(g)+C(g)

B.前2minA的分解速率为0.1mol,L',min1

C.开始时，正、逆反应同时开始

D.2min时，A、B、C的浓度之比为2：3：1

C［根据图像，反应过程中A的浓度减小，B、C浓度增大，因此A为反应物，B、C为生

成物，根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)=2B(g)+C(g),A正确；前2min,r(A)

=°，4|向,IJ.0-2mo1=o.］小。1••min，B正确；开始时加入的物质为A和B,

2mm

没有C,C错误；根据图像，2min时，A、B、C的浓度分别为0.2mol•L-\0.3mol•「'、

0.1mol,D正确。］

16.在2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molHC1和0.3mol02,加入催化剂发生反

应4HCl(g)+6(g)=2C12(g)+2H20(g),HCk0?的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是()

A.友时，P(正)=/(逆)

B.加入催化剂反应速率不变

C.右时容器内气体的总压强比友时的大

D.t3时，容器中C(C12)=C(1M>)=0.4mol•0

C［友时，反应物的量还在减少，反应还在向正反应方向进行，/(正)>/(逆)，选项A

错误；加入催化剂可改变化学反应速率，选项B错误；反应4HCl(g)+Oz(g)==i2C12(g)+

2HQ(g)是气体体积减小的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量减小，恒容容器内压强

减小，故心时容器内气体的总压强比益时的大，选项C正确；6时，0?的物质的量为0.1mol,

减少了0.2mol,故生成CLHzO的物质的量均为0.4mol,容器中c(Cl2)=c(H20)=0.2mol•L

t,选项D错误。］

::

17.一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),

反应过程如图：

下列说法正确的是()

A.t,min时正、逆反应速率相等

B.X曲线表示NH：,的物质的量随时间变化的关系

-1-1

C.0~8min,4的平均反应速率r(H2)=0.75mol,L•min

D.10~12min,Nz的平均反应速率r(Nz)=0.25mol•I/'•min1

B［timin时，只是X和Y的物质的量相等，反应没有达到平衡状态，说明正、逆反应

速率不相等；根据图像，Y表示【卜的物质的量随时间的变化关系，X表示Nib的物质的量随时

间的变化关系；。〜8min,H2的平均反应速率施)=-1二。.125mol-L"

8minX10L

1-1

-min,根据H?的变化量可计算出10-12min内M的平均反应速率r(N2)

0.3—0.15mol

X—0.0025mol•L-1•min，

10LX2min]

18.腓(N2Ho暴露在空气中容易爆炸，但利用其制作的燃料电池是一种理想的电池，具有

容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()

阳离子交换膜

A.电池工作时，正极附近的pH降低

B.当消耗1molO2时，有2molNa*由甲槽向乙槽迁移

C.负极反应为40FT+N2HLt+4H20

D.若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作

C［碱性环境中，氧气在正极发生还原反应生成氢氧根离子，正极附近的pH增大，故A

项错误；消耗ImolOz时，有4moiNa+由甲槽向乙槽迁移，故B项错误；燃料电池的负极发

生氧化反应，即脱在负极发生反应，肿中N的化合价从-2升高到0,碱性电池中，其电极反

应式应为岫乩+40k-41=弗t+4HQ,故C项正确；若去掉阳离子交换膜，肿会与水中溶

解的氧气直接接触，发生爆炸，无法工作，故D项错误。］

19.糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC),它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用

空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是()

A.该电池不宜在高温下工作

B.若该电池为酸性介质，正极反应式为02+4-+犯+=2压0

C.放电过程中，电池内阳离子向正极迁移

-

D.若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为GHl206-24e+

+

6H20=6C02t+24H

D［因为酶在高温下发生变性，所以该电池不宜在高温下工作，A正确；该电池为酸性

介质，正极为氧气得电子结合氢离子生成水，反应为5+4葭+4H+=2HQ,B正确；放电过程

中，电池内阳离子移向正极，阴离子移向负极，C正确；该电池为碱性介质，会生成COT和

HOD错误。］

二、非选择题

20.反应Fe+H2soi=FeSOi+H2t的能量变化趋势如图所示：

(1)该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)若要使该反应的反应速率增大，下列措施可行的是(填字母)。

A.改铁片为铁粉

B.改稀硫酸为98%的浓硫酸

C.升高温度

D.减小压强

(3)若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为(填“正”或

“负”)极。铜片上产生的现象为,该极上发生的电极反应为

外电路中电子由(填“正”或“负”，下同)极向

________极移动。

［解析］(1)据能量变化图像可知该反应是放热反应。

(2)增大固体的表面积或升高温度，反应速率增大；适当增大反应物浓度，反应速率也增

大,但98%的浓硫酸能使铁钝化。

(3)该反应中铁是还原剂，作负极，比铁活动性差的铜应作正极。铜片上，氢离子得到电

子，电极反应为2H++2e-==H",外电路电子由负极流向正极。

［答案］(1)放热(2)AC(3)正产生无色气泡2H++2e.=H2t负正

21.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400位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，实验记录如表(累计值):

时间/min12345

氢气体积/mL(标准状况)100240464576620

①哪一时间段反应速率最大min(填0-1、1〜2、2〜3、3〜4、4〜5),原因是

②求3〜4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率

_____________________________________________(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(选填字母)。

A.蒸储水B.KC1溶液

C.KN0：,溶液D.CuSO,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化曲线如图:

物质的量/mol

时间/min

①该反应的化学方程式是o

②2min内X的转化率为。

③平衡时，混合气体中X的体积分数为。

［解析］(1)①在。〜1、1〜2、2〜3、3〜4、4〜5(min)时间段中，产生气体的体积分别

为100mL、140mL>224为、112为、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，温度越高，反应速率越大。

-1

②在3〜4min时间段内,n(H2)=0.112L+22.4L•mol=0.005mol,根据2HC1〜〜

计算消耗盐酸的物质的量为0.01mo］,则v(HCl)-0.01mol4-0.4L-r1min-0.025

mol,(L•min)'»

(2)A可行：加入蒸储水，酎浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量；

B可行：加入KC1溶液，射浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量；

C不可行：因酸性溶液中有N0；,具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成；

D不可行：加入CuSO,溶液，Zn置换出Cu,构成原电池，反应速度增大，且影响生成氢

气的量。

(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，△〃(Y)=0.2mol、A/?(Z)=0.4mol>An(X)=0.6mol,

则AnW：An(Z)：△〃(X)=1：2：3,参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)。

,,,...,,变化物质的量1.0mol_0.7mol

②2min内X的转化率=起始总物质的量X100%=一一X100%=30%»

③X的体积分数=X的物质的量分数=----rX100%^23.5%«

0.4+0.5+0.8mol

［答案］(1)①2〜3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②0.025mol•(L•min)t(2)CD(3)①3X(g)+Y(g)=^229)②30%③23.5%

22.近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注。工业上甲醇的合成途径多种多

样。现在实验室中模拟甲醇合成反应，在2L密闭容器内，400C时发生反应CO(g)+

2IL(g)=^CH：QH(g),体系中z?(CO)随时间的变化如表：

时间/s01235

/7(CO)/mol0.0200.0110.0080.0070.007

(1)图甲中表示CHQH的变化的曲线是(填序号)。

(2)下列措施不能提高反应速率的有(填序号)。

a.升高温度

b.加入催化剂

c.增大压强

d.及时分离出CH30H

(3)下列叙述能说明反应达到平衡状态的是(填序号)。

a.CO和上的浓度保持不变

b.F(H2)=27(C0)

c.CO的物质的量分数保持不变

d.容器内气体密度保持不变

e.每生成1molCH2H的同时有2molH—H断裂

(4)CH；,0H与Oz的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图乙所示，图中CHQH从

(填“A”或"B”)处通入，b极的电极反应式是o

［解析］(1)由表中数据可知3s后反应达到平衡，从反应开始到达到平衡时CO的物质

的量变化量为0.020mol-0.007mol=0.013mol,根据反应方程式可知，平衡时CH30H的物

质的量为0.013mol,浓度为0.0065mol•L_1,b符合。

⑵升高温度、增大压强和使用催化剂都能使化学反应速率增大，及时分离出CHQH,生

成物浓度减小，反应速率减小。

(3)C0和的浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，故a正确；未指明正、逆反应速

率，不能判断是否达到平衡，故b错误；反应从开始到平衡的建立过程中CO的物质的量的分

数在不断改变，当C0的物质的量分数保持不变时，说明反应达到平衡状态，故c正确；根据

质量守恒定律知，混合物质量始终不变，容器的容积不变，则容器内混合气体的密度始终不

变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故d错误；每生成1molCHBOH的同时有2molH-H

键断裂均表示正反应速率，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故e错误。

(4)电子由a极流向b极，说明a为负极，b为正极，CHQH与02的反应可将化学能转化

为电能，甲醇失电子发生氧化反应，所以CH2H从A处通入，B处通入氧气，b电极发生的电

极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为02+4e-+2H20=40H-o

-

［答案］6b(2)d(3)ac(4)A02+4e+2H20=40ir

23.已知Fe3+具有氧化性，「具有较强的还原性，二者可自发进行氧化还原反应。通过

如下实验对此反应进行探究。

(1)写出Fe，+和「