高中化学必修2苏教版本专题2《化学反应与能量转化》测试卷

专题2《化学反应与能量转化》测试卷

一、单选题(共15小题)

1.在一密闭容器中充入1mol匕和1mol12,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应

H2(g)+l2(g)-2HI(g),下列说法正确的是()

A.保持容器容积不变，向其中加入ImolHz，化学反应速率不变

B.保持容器容积不变，向其中加入1molAr,化学反应速率增大

C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molAr,化学反应速率不变

D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2(g)和1molb(g)，化学反应速率不变

2.下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()

①用铁片和稀硫酸反应制取氯气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率

②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率

③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度

④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一

⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快

A.①⑤

B.④⑤

C.②④

D.③

3.已知某反应aA(g)+bB(g)=2C(g)的各物质浓度数据如下：

ABC

起始浓度mobL~l3.01.00

2s末浓度mol-L-l1.80.60.8

据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是()

A.9：3：4

B.3：1：2

C.2：1：3

D.3：2：1

4.下列说法中正确的是()

A.高温高压条件下发生的反应一定是吸热反应

B.常温常压下即能发生的反应一定是放热反应

C.氨的催化氧化反应实验中移开加热装置后钳丝保持红热，表明该反应是放热反应

D.化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应

5.下列说法错误的是（）

A.将电能转化为化学能的装置叫电解池

B.电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动

C.电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应

D.电解时，电子从电解池的阴极流出，沿导线流回电源的负极

6.已知铅蓄电池放电过程可以表示为PbO2+2H2SO4+Pb===2PbSO4+2H2O»下列关于铅蓄

电池的说法正确的是（）

A.铅为正极，二氧化铅为负极

+

B.正极电极反应式为PbOz+SO/+2H===PbSO4+H2O

C.硫酸溶液中，氢离子移向负极

D.放电一段时间后，硫酸根离子浓度减小

7.氢能是--种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢气做能源的燃料电池汽车备受青

睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加

快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括（）

①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行

A.①②

B.①③

C.③④

D.②④

8.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电

器（如照相机、收音机等）中。有一种新型的锌镒电池就是这种碱性电池，它是在传统锌镒电

池的基础上改进的。下列对于碱性锌镒电池的叙述中不正确的是（）

A.碱性锌镭电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极

B.这种电池较传统锌镒电池（即干电池）使用寿命长

C.碱性锌镒电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化

D.这种电池的电解质由传统的NH4cl换成湿的KOH

9.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于容积为2L的容器中，使其发生如下反应：3X（g）

+Y（g）=nZ（g）+2W（g）o5min末生成0.2molW,若测知以Z浓度变化表示的平均反应速

率为0.01mol-L^-min-1,则n的值为（）

A.4

B.3

C.2

D.1

10.下列金属性质的比较中，能说明甲的金属性比乙强的是（）

①甲与水反应比乙与水反应剧烈

②单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙

③甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强

④以甲、乙金属为电极构成原电池，甲作负极

A.①④

B.③④

C.①②③④

D.①②③

11.已知铅蓄电池放电时的原电池反应：PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O„关于铅蓄电

池的下列说法中正确的是（）

A.放电时的正极反应式是Pb+SO?一-2e-===PbSC>4

B.放电时电池的负极材料是铅板

C.充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D.充电时，铅板发生氧化反应

12.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pl、Au等杂质）的电解精炼，下列

说法正确的是（）

A.电能全部转化为化学能

B.粗铜接电源负极，发生氧化反应

C.溶液中Ci?+向阳极移动

D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

13.化学反应的发生必然伴随着能量的转化，其最根本的原因是（）

A.化学反应中一定有新物质生成

B.化学反应中旧的化学键断裂需要吸收能量，新的化学键的形成需要放出能量

C.化学反应通常需要加热等条件才能发生

D.能量变化是化学反应的基本特征之一

14.下列关于化学反应速率的说法正确的是（

A.化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示

B.在同一反应中，用反应物或生成物浓度变化表示的化学反应速率的值是相等的

C.化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加

D.可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠与硫酸的反应速率

15.某可逆反应达到平衡状态时，下列说法不正确的是（）

A.一定条件下，可逆反应都能达到平衡状态

B.化学平衡是一种动态平衡，v正="心和

C.平衡状态时，反应混合物中各组分含量保持不变

D.平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度相同

二、实验题（共3小题）

16.某研究性学习小组在探究淡黄色过氧化钠与水反应是放出热量还是吸收热量时设计了如

图所示的实验装置。

在小试管里加入1g淡黄色过氧化钠，把小试管套在带支管的试管内。在U形管内加入少

量红墨水。打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。再夹紧螺旋夹，

把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

（1）过氧化钠的电子式。

（2）写出上述反应的化学方程式。

（3）下列各图中，表示过氧化钠与水反应的图是（）

17.如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片,

再用滴管滴入5mL盐酸于试管中，试回答下列问题:

卜也和石猊水

0

(1)实验中观察到的现象是.

(2)产生上述现象的原因是。

(3)写出有关反应的离子方程式：。

(4)由实验推知，氯化镁溶液和氢气的总能量_______(填“大于”、"小于”或“等于")镁片和盐

酸的总能量。

18.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验。

(1)打开开关K,观察到的现象有;

写出有关的离子方程式：。

简述反应原理：o

(2)关闭开关K,观察到的现象可能有;

分析反应原理：;

若在标准状况下，产生气体体积为3.36L,则转移电子数为:负极为

写出正极反应式：。

(3)关闭开关K,如果锌极和铜极都产生气泡，可能的原因是是o

如果使用纯锌，其他条件相同，打开K和关闭K产生气泡速率较快的是。

(4)根据上述实验，得出如下结论：①构成原电池的条件是；

②电极判断的方法之一是;③实验室为了提高锌与稀硫酸反应制氢气

速率，可以采用的措施有.

三、计算题(共3小题)

19.在100℃时，将0.100mol的N2O4气体充入1L抽空的密闭容器中，发生如下反应：

N2O4=2NO2,隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到下表：

020406080100

侬度/mol

0.100<10.050Ob

KNOi)0.0000.0600.1200.1200.120

(1)达到平衡时，电。4的转化率为,表中C2________C3,ab(填“>”、

或

⑵20s时N2O4的浓度Q=mol-L\在0-20s内N2O4的平均反应速率为

mol-L2s

(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，则要达到上述同样的平衡状态，

二氧化氮的起始浓度是mol【T。

20.将一定量的二氧化硫和含0.7mol氧气的空气(忽略CO?)放入一定体积的密闭容器中，

550°C时，在催化剂作用下发生反应2so2+O2里也”2SO3。反应达到平衡后，将容器中的

△

混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28L；再将剩余气体通过一种碱性溶

液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果

保留一位小数)

请回答下列问题：

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)。

a.二氧化硫和三氧化硫浓度相等

b.三氧化硫百分含量保持不变

c.容器中气体的压强不变

d.三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等

e.容器中混合气体的密度保持不变

(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。

(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钢溶液中，生成沉淀的质量是多少？

21.常温下，将amol氮气与bmol氢气的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反

应N2(g)+3H2(g)=±2NH3(g)o

(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,则。值为。

(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中氨气体积分数为25%,

平衡时氨气的物质的量为o

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)"始："平=o

(4)原气体中ab=。

⑸达到平衡时，Nz和H2的转化率之比a(N2):a(H2)=。

(6)达到平衡时混合气体中，n(N2)：n(H2)：n(NH3)=。

四、填空题(共3小题)

22.I.化学反应中的焙变(AH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键

能：

化学键H—HN三N0=0O—HN—H

436942500463a

1

已知工业合成氨：N2(g)+3H2(g)^=t2NH3(g)92.4kJ-mol,请回答下列问题：

(1)表中a==

(2)1molN2和3molH2充分反应，放出的热量_______92.4kJ(填“或“=")。

II.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开

发利用CO2,引起了普遍的重视。

(3)目前工业上有一种方法是用CO?来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g);=^CH3OH(g)+H2O(g)„

下图表示该反应进行过程中能量的变化，该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)下列各项中，能说明CO2(g)+3H2(g)K^CH30H(g)+H2(D(g)已达到平衡的是(填

字母)。

A.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

B.一定条件下，CH30H分解的速率和CH30H生成的速率相等

C.一定条件下，单位时间内消耗1molCC)2，同时生成1molCH30H

D.一定条件下，H20(g)的浓度保持不变

23.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.2%淀粉溶液、0.50mol-L^1,0.20mol.L

一女2s2。8、O.lOmoLLNa2s2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：52。；-

+2「===2SO；-+b(慢)

I2+2S20a===2「+S4。广(快)

(1)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：

体积力mL

实验序号K^OsNa2s2O3淀粉

水KI溶液

溶液溶液溶液

①10.00.04.04.02.0

②9.01.04.04.02.0

③8.04.04.02.0

表示%=mL,理由是«

(2)己知某条件下，浓度c(S20：-)—反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，

请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2Ol-)-t的变化曲线示意图(进行

24.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag-===2Ag

+C/+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：

(1)该电池的负极材料是，发生_______反应(填“氧化”或"还原”)，电解质溶液是

(2)正极上出现的现象是__________________________________________________

(3)若导线上转移电子1mol,则生成银go

答案解析

1.【答案】D

【解析】①恒温恒容时，充入与反应相关的气体，其浓度增大，化学反应速率增大；

恒温恒容时，充入惰性气体，参加反应的气体浓度不变，化学反应速率不变。

②恒温恒压时，充入与反应相关的气体，体积增大，其浓度不变，化学反应速率不变；

恒温恒压时，充入惰性气体，体积增大，参加反应的气体浓度减小，化学反应速率减小。

2.【答案】B

【解析】①常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，错误；②增加反应物的用量，不一定会

增大化学反应速率，例如改变固体的质量，错误；③决定化学反应速率的主要因素是反应物

自身的性质，错误。

3.【答案】B

【解析】2s内A、B、C的浓度变化分别为1.2moll-i、0.4molLi和0.8mol【T,其比

为1.2：0.4:0.8=3：1：2,即方程式中各物质的化学计量数之比是3：1：2。

4.【答案】C

富温需压

【解析】以反应N2(g)+3H2(g)'2NH3(g)(放热反应)和2NHQ+

催化剂

Ba(OH)2-8H2O===BaC12+2NH3f+10H2O(吸热反应)为例，可判断A、B项错误；反应4NH3

pt

+502不提=4N0+6H2O在高温下进行，但移开热源后伯丝保持红热，说明反应放出的热

量使反应继续进行，C项正确。化合反应可能是吸热反应(如C+CO,斋徭2c0),分解反

应可能是放热反应(如2NELC10,△N,T+C1#+2O,T+4H,O剧烈爆炸)，D项错误。

5.【答案】D

【解析】电解池中，电子从电源的负极流出，转移到电解池的阴极上，溶液中的阳离子在此

处得到电子，阴离子在阳极上失去电子，电子沿导线流向电源的正极。

6.【答案】D

【解析】①由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅

为负极；二氧化铅的化合价降低，得到电子发生还原反应，二氧化铅为正极。

②铅蓄电池放电总反应式与负极反应式(Pb+S0「-2e===PbS04)相减，可得其正极反应式

--

PbO2+SO^+4H'+2e===PbSO4+2H2O»

③氢离子移向正极；反应中硫酸根离子因生成沉淀，其浓度不断减小。

7.【答案】A

【解析】氢能现在的缺点：一是储存问题，二是制备成本较高。

8.【答案】C

【解析】碱性锌镒电池是一次电池，锌作负极失电子，故A正确；碱性电池的使用寿命比

传统电池的使用寿命要长，B正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，C不正确；传统

的酸性电池电解质为NH4CI,碱性电池的电解质为KOH,D正确。

9.【答案】D

【解析】以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol-L1-min\则5min末生成Z的物

质的量是0.01mol-L〈min1x2Lx5min=0.1mol(＞则根据变化量之比是相应的化学计量数之

比可知，n=lo

10.【答案】C

【解析】一般来说，金属与水或酸反应产生氢气越剧烈、金属最高价氧化物对应水化物的碱

性越强，金属的活动性就越强；相对活泼的金属能从盐溶液中置换出不活泼金属；当两种金

属为电极构成原电池时，负极为相对活泼的金属。

II.【答案】B

【解析】①由铅蓄电池放电反应方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅

板为负极，电极反应式为Pb+SO,-2e===PbSO4；二氧化铅的化合价降低，得到电子发

+

生还原反应，二氧化铅为正极，电极反应式为PbCh+SO/T4H+2e^===PbSO4+2H2O,

反应过程中硫酸的浓度不断减小。

②铅蓄电池的充电和放电是两个相反的过程，充电时铅板发生的是还原反应，硫酸的浓度不

断增大。

12.【答案】D

【解析】电解池中电能不会全部转化为化学能，还会伴随热能等形式的能的产生，A错误；

电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，B错误；溶液中G?+向阴极移

动，在阴极上发生还原反应，C错误；在阳极上，没有铜活泼的金属Ag、Pt、Au等金属会

在阳极沉积，形成阳极泥，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，D正确。

13.【答案】B

【解析】化学反应中旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成需要释放能量，二者能量差

值导致了化学反应中能量的转化。

14.【答案】D

【解析】化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示的平均速率，故

A、C两项错误；因化学反应速率与各反应物、生成物的化学计量数成正比，如果方程式中

反应物与生成物的计量数系数不同，则反应速率的值不相同，B项错误。

15.【答案】D

【解析】一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，v正=丫核0(动态平衡)，反应混合物中各

组分的含量保持不变，反应物和生成物的浓度不再发生变化，但不一定相同。

16.【答案】⑴Na+Qo：Ojd"Na+

(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+02T

(3)B

【解析】过氧化钠与水的反应是放热反应，反应物具有的总能量高于生成物的总能量。

17.【答案】(1)①镁片上有大量气泡产生、②镁片逐渐溶解、③烧杯中溶液变浑浊

(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，氢氧化钙在水中的溶解度随温度升高而减

小，有氢氧化钙晶体析出

⑶Mg+2H+===Mg2++H2T

(4)小于

【解析】镁片与盐酸的反应是放热反应，反应物(镁和盐酸)的总能量高于生成物(氯化镁和氢

气)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使氢氧化钙的溶解度下降而析

出氢氧化钙晶体。

18.【答案】⑴锌片溶解，在锌片表面产生大量气泡，铜片表面无明显现象Zn+2H+===Zr?

++H2T在金属活动性顺序表中，锌排在氢前，铜排在氢之后

(2)电流表指针偏转，锌片溶解，铜片表面产生大量气泡锌比铜活泼，在稀硫酸中构成原

电池，锌失电子，电子通过外电路流向铜片，铜片周围的溶液中的H+得到电子变成氢气

0.3x6.02x1023锌片2H++2e-===H2T

(3)锌片不纯，含杂质的锌片在稀硫酸中构成原电池，促进锌失电子关闭K时产生气泡较

快

(4)①必须为活动性有差异的两个电极，电极浸入电解质溶液中且能自发的发生氧化还原反

应，形成闭合回路②较活泼的金属极为负极，或失电子的一极为负极③向溶液中加入适

量的氧化铜或硫酸铜等物质

【解析】(1)打开开关K,没有形成闭合回路，在金属活动性顺序表中，锌排在氢前，锌与

稀硫酸反应产生氢气，而铜排在氢之后，不能与稀硫酸反应产生氢气。(2)关闭开关K,构

成原电池，描述现象可以从电流表指针偏转、电极、溶液变化等角度切入。n(H2)=3.36L/22.4

1+-

L-mor=0.15mol,2H+2e===H2t»n(e)=0.3moL(3)粗锌中含有铜、碳等不活泼杂

质，在与稀硫酸接触时电极本身构成微小的原电池，导致粗锌表面产生大量气泡。同样条件

下，金属直接与稀硫酸反应产生气体的速率比构成原电池产生气体的速率慢•即构成原电池

促进金属失电子。

19.【答案】(1)60%>=(2)0.0700.0015(3)0.200

【解析】(1)分析表格中的数据可以看出，c(NO2)在60s后不变，反应达到平衡状态，由

N2O4鸠2NO2可知，生成0.120molNO2消耗0.060molN2O4,达到平衡时N2O4的转化率

-1-1_1-1

=0.060molL4-0.100molLxl(X)%=60%；C3=0.040mol-L,C2=0.100mol-L,c3>c2,

a—b—O.MOmol-L

(2)d=0.100mol-L1-0.060mol-L^2=0.070mol-L\

在0〜20s内N2O4的平均反应速率为0.030mol-L%20s=0.0015mol-LLsL

(3)在相同的情况下最初向该容器内充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，

二氧化氮的起始浓度为2x0.100mol-L-1=0.200mol-L-1,

20.【答案】(l)bc(2)94.7%(3)10.5g

【解析】(1)二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化(不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；该

反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；三氧化硫的生成与

二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；由于气体的体积不变，质

量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断

反应达到平衡状态。

(2)消耗氧气的物质的量为0.7mol---------6L045mol,则消耗的"(SO2)=生成

22.4Lmol1

的n(SO3)=0.45molx2=0.9mol。反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为

2128L

—匕二~-7=0.95mol,即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，二氧

22.4Lmol1

化硫的转化率=xioo%x94.7%。

0.95mol

⑶二氧化硫与氯化钏溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钢，由SO3+H2O+BaCl2-==BaSO4i

+2HC1可知，n(BaSO4)=n(SO3)=0.9molx5%=0.045mol,m(BaSO4)=0.045molx233

g-mol2~10.5g«

21.【答案】⑴16(2)8mol(3)5：4(4)2：3(5)1：2(6)3：3：2

【解析】(1)设反应转化的N2的物质的量为X,由题意可知:

N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)

〃(抬Vmol:ab0

〃(转x3x2x

戚余)/mol:13b-3x6

由2x=6得x=3,。=13+3=16»

⑵平衡时n(NH3)=716.8L+22.41-010「125%=32molx25%=8mol。

(3)设反应过程中混合气体总物质的量减少y,则

N2(g)+3%)-2NH3(g)An

1mol3mol2mol2mol

8moly

解得y=8mol,原混合气体总物质的量为716.8L+22.4L-moli+8mol=40mol,原混合

气体与平衡混合气体总物质的量之比为40moi