2024-2025学年新教材高中化学第五六章化工生产中的重要非金属元素化学反应与能量素养能力综合练含解析新人教版必修2

PAGE11-第五、六章素养实力综合练一、选择题：每小题只有一个正确选项符合题意。1．在下列过程中，须要加快反应速率的是()A．食物变质B．合成氨C．钢铁腐蚀D．塑料老化2.下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A.化学键断裂放出能量B．甲烷燃烧时的能量变更如图所示C．铝热反应是放热反应D吸热反应均须要加热才能发生3．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，下列有关说法正确的是()A．运用催化剂能加快反应速率B．降低温度能加快反应速率C．增大反应物浓度能减慢反应速率D．SO2、O2能100%转化为产物4．类推的思维方式在化学学习与探讨中常常被采纳，但类推出的结论是否正确最终要经过试验的验证。以下类推的结论中正确的是()A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色B．盐酸与镁反应生成H2，故硝酸与镁反应也生成H2C．SO2能使品红溶液褪色，故CO2也能使品红溶液褪色D．常温下浓硫酸能使铁、铝发生钝化，故常温下浓硝酸也能使铁、铝发生钝化5．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个试验，你认为结论不正确的是()A．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快B．将大小、形态相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照耀下，会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，产生氧气的快慢不同6．有关电化学学问的描述正确的是()A．CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．原电池的两极肯定是由活动性不同的两种金属组成C．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池D．原电池工作时，正极表面肯定有气泡产生7．向BaCl2溶液依次通入气体X和Y，下列各组不会出现沉淀的是()选项XYANH3CO2BCl2CO2CSO2NO2DCl2SO28.对于可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在温度肯定下由H2(g)和I2(g)起先反应，下列说法正确的是()A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2︰1B．正、逆反应速率的比值是恒定的C．达到平衡时，正、逆反应速率相等D．达到平衡时，H2(g)和I2(g)浓度不再变更且相等9．硫化氢的转化是资源利用和环境爱护的重要探讨课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中，不正确的是()A.过程①中，生成CuS的反应为H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋B．过程②中，Fe3＋作氧化剂C．回收S的总反应为2H2S＋O2=2H2O＋2S↓D．过程③中，各元素化合价均未变更10．O3在水中易分解。肯定条件下，起始浓度均为0.0216mol/L的O3溶液，在不同的pH、温度下，发生分解反应，测得O3浓度削减一半所需的时间(t)如下表所示：T/℃t/minpH3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157下列推断不正确的是()A．试验表明，上升温度能加快O3的分解速率B．pH增大能加速O3分解，表明OH－可以对O3的分解起催化作用C．在30℃、pH＝4.0时，O3的分解速率为1.00×10－4mol/(L·min)D．据表中的规律可推知，O3在下列条件下的分解速率v(40℃、pH＝3.0)＞v(30℃、pH＝7.0)二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。11．有a、b、c、d、e五种气体，进行下列试验：(1)a和b混合气体变红棕色(2)c和d混合产生白烟(3)c和e分别通入少量溴水中溴水都变成无色透亮的液体(4)b和e分别通入氢硫酸中都产生淡黄色浑浊a、b、c、d、e依次可能是()A．O2、NO、HCl、NH3、CO2B．O2、NO、NH3、HCl、SO2C．NO、O2、NH3、HCl、SO2D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH412．羰基硫(COS)可用于合成除草剂和杀虫剂。肯定条件下，恒容密闭容器中，发生反应H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)，能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是()A．正、逆反应速率都等于零B．H2S、CO2、COS、H2O的浓度相等C．H2S、CO2、COS、H2O的浓度不再变更D．H2S、CO2、COS、H2O在密闭容器中共存13．向容积为1.00L的密闭容器中通入肯定量的N2O4和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，体系中各物质浓度随时间变更如图所示。下列有关说法正确的是()已知：NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体A．64s时，反应达到化学平衡状态B．到达化学平衡前，混合气体的颜色渐渐变深C．当容器中气体的密度保持不变时，该反应达到化学平衡状态D．前100s内，用NO2浓度的变更表示的化学反应速率是0.008mol·L－1·s－114．一种新型环保电池是采纳低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al＋3ClO－＋2OH－=3Cl－＋2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。下列说法不正确的是()A．该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B．该电池发生氧化反应的是金属铝C．电极的正极反应式为3ClO－＋3H2O＋6e－=3Cl－＋6OH－D．当有0.1molAl完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.806×102315．肯定条件下，容积为2L的恒容密闭容器中，通入2molN2、3molH2进行反应N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(g)，20min后，N2的物质的量为1.9mol,1h后测得容器内气体的压强不再变更，且为反应起先时压强的0.8倍，则下列叙述正确的是()A．当容器内压强不变更时，说明反应已达到平衡状态B．增加H2的浓度或降低温度，反应速率均加快C．前20min用NH3表示的反应速率为0.01mol·L－1·min－1D．1h后反应进行完全，容器中的N2浓度为0.75mol·L－1三、非选择题16．试验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知试验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1)从如图中选择制取气体的合适装置：氮气________、氢气________。(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有____________、______________。(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中汲取氨，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，缘由是______________________________________。(4)用乙装置汲取一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的缘由是____________________________，锥形瓶中还可视察到的现象是________。(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：__________________________。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液含有H＋、OH－、________、________离子。17．甲醇(CH3OH)是一种无色液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。(1)已知：2CH3OH(g)＋O2(g)2CO2(g)＋4H2(g)的能量变更如图所示，下列说法正确的是________。(填字母)a．CH3OH转变成H2的过程是一个汲取能量的过程b．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1︰2c．化学反应不仅有新物质生成，同时也肯定伴随能量变更d．2mol甲醇和1mol氧气的总键能大于2mol二氧化碳和4mol氢气的总键能(2)某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.4mol/L。则4min内平均反应速率v(H2)＝_______________，CH3OH的转化率为__________。(转化率＝某反应物转化浓度与该反应物起始浓度的百分比)(3)CH3OH燃料电池是目前开发最胜利的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气和KOH溶液构成。该燃料电池的总反应为CH3OH＋O2＋KOH=K2CO3＋H2O(未配平)。回答下列问题：①该电池的正极反应物为__________。②负极的电极反应式为______________________________________________。18．硝酸是氧化性酸，其本质是NOeq\o\al(－,3)有氧化性，某课外试验小组进行了下列有关NOeq\o\al(－,3)氧化性的探究(试验均在通风橱中完成)。试验装置编号溶液X试验现象试验Ⅰ6mol·L－1稀硝酸电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。试验Ⅱ15mol·L－1浓硝酸电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式________________________________________________。(2)试验Ⅰ中，铝片作________(填“正”或“负”)极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是____________________________。(3)试验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的缘由是________________________________________________________________________。查阅资料：活泼金属与1mol·L－1稀硝酸反应有H2和NHeq\o\al(＋,4)生成，NHeq\o\al(＋,4)生成的原理是产生H2的过程中NOeq\o\al(－,3)被还原。(4)用如图装置进行试验Ⅲ：溶液X为1mol·L－1稀硝酸溶液，视察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含NHeq\o\al(＋,4)。生成NHeq\o\al(＋,4)的电极发生的反应是______________(填“氧化反应”或“还原反应”)。(5)进一步探究碱性条件下NOeq\o\al(－,3)的氧化性，进行试验Ⅳ(如图)：①视察到A中有NH3生成，B中无明显现象。A、B产生不同现象的缘由是________________________________________________________________________。②A中生成NH3的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第五、六章素养实力综合练1．答案：B解析：为避开材料的损耗和资源的奢侈，应削减钢铁腐蚀、食物变质以及塑料的老化，应降低反应速率，工业合成氨为了提高产量，应加快反应速率。2．答案：C解析：断开化学键，须要汲取能量，A错误；甲烷燃烧是放热反应，因此反应物的能量大于生成物的能量，与图示不符，B错误；铝热反应过程中，能够放出大量的热，属于放热反应，如铝和氧化铁发生铝热反应时，放出的热量能够让得到的Fe熔化，C正确；反应的吸放热与反应的外界条件无关，吸热反应不肯定须要加热，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应是吸热反应，但不须要加热，D错误。3．答案：A解析：加入催化剂，化学反应速率加快，A正确；降低温度，化学反应速率减慢，B错误；增大反应物浓度，化学反应速率加快，C错误；可逆反应的反应物不行能完全转化，SO2、O2的转化率肯定小于100%，D错误。4．答案：D解析：CO2无还原性，不能使酸性KMnO4褪色，A错误；金属与HNO3反应不产生H2，B错误；CO2无漂白性，不能使品红溶液褪色，C错误。5．答案：B解析：接触面积越大，反应速率越快，在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快，A正确；镁比铝活泼，将大小、形态相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，镁的反应速率快，B错误；光照可以影响某些反应的速率，将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照耀下，浓硝酸在光照下分解速率更快，C正确；催化剂可以加快反应速率，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作催化剂，同时加热，加二氧化锰的产生氧气快，D正确。6．答案：C解析：能设计成原电池的反应必需是自发进行的放热的氧化还原反应，该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，A错误；燃料电池中原电池的两极相同，可均为Pt电极，则原电池的两极不肯定是由活动性不同的两种金属组成，也可为金属与非金属电极，B错误；能自发进行的氧化还原反应，且为放热的反应都可设计成原电池，则理论上说，不能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池装置发生，C正确；原电池工作时，正极表面不肯定有气泡产生，如铁—铜—硫酸铜原电池，正极上析出铜固体，D错误。7．答案：B解析：BaCl2溶液中先通入氨气，溶液呈碱性，再通入二氧化碳气体，碱性条件下可生成碳酸钡沉淀，A不符合题意；通入氯气，溶液呈酸性，通入二氧化碳不反应，且二氧化碳难溶于酸性溶液，不能生成沉淀，B符合题意；NO2溶于水后与SO2发生氧化还原反应生成硫酸和硝酸，然后与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，C不符合题意；发生Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl，可生成沉淀，D不符合题意。8．答案：C解析：H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率都为该反应的正反应速率之比恒为1︰2，A错误；平衡正向移动时，正反应速率减小，逆反应速率增大，正逆反应速率的比值减小，当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，B错误；反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，C正确；达到平衡时，H2(g)和I2(g)浓度不再变更，反应过程中二者消耗的量为1︰1，但平衡时剩余的氢气和碘的浓度是否相等与其初始浓度有关，D错误。9．答案：D解析：依据图示可知，一共发生的有三个反应①H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋，②CuS＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋＋S，③4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，由此可以推出总反应为2H2S＋O2=2S↓＋2H2O，A、C正确；过程②中的反应为CuS＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋＋S，铁离子化合价降低，作氧化剂，B正确；过程③中的反应为4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，在转化过程中O、Fe元素化合价发生变更，D错误。10．答案：D解析：试验表明，在pH不变时，上升温度，O3浓度削减一半所需的时间削减，所以上升温度能加快O3的分解速率，A正确；温度不变时，pH增大O3浓度削减一半所需的时间削减，所以pH增大能加速O3分解，表明OH－可以对O3的分解起催化作用，B正确；在30℃、pH＝4.0时，O3的分解速率为eq\f(0.5×0.0216mol·L－1,108min)＝1.00×10－4mol/(L·min)，C正确；据表中的规律可推知，在40℃、pH＝3.0的条件下，O3浓度削减一半所需的时间肯定大于31s，在30℃、pH＝7.0的条件下，O3浓度削减一半所需的时间肯定小于15s，所以O3在下列条件下的分解速率v(40℃、pH＝3.0)<v(30℃、pH＝7.0)，D不正确。11．答案：C解析：a和b混合后气体变成红棕色，可知a和b分别为NO、O2中的一种；b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则b为O2，a为NO；c和d混合产生白烟，则c和d分别为NH3、HCl中的一种；c通入少量溴水中使溴水变成无色透亮液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透亮的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则e为SO2。12．答案：C解析：化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，A错误；当体系达平衡状态时，CO2、H2S、COS、H2O的浓度可能相等，也可能不等，B错误；CO2、H2S、COS、H2O的浓度均不再变更，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，C正确；该反应为可逆反应，只要反应发生就有CO2、H2S、COS、H2O在容器中共存，D错误。13．答案：BD解析：64s后，N2O4和NO2的浓度仍在发生变更，因此并没有达到平衡，A错误；依据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增大，因此混合气体的颜色渐渐变深，B正确；该反应过程中气体的质量和容器的体积均保持不变，所以气体的密度始终不变，C错误；前100s，NO2的浓度从0.20mol·L－1变更为1.00mol·L－1，则v(NO2)＝eq\f(1.00mol/L－0.20mol/L,100s)＝0.008mol·L－1·s－1，D正确。14．答案：D解析：该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A正确；金属铝是原电池的负极发生氧化反应，B正确；在正极上，发生还原反应，电极反应为：3ClO－＋3H2O＋6e－=3Cl－＋6OH－，C正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。15．答案：AD解析：正反应是一个体积减小的反应，当容器内压强不变更时，说明反应已达到平衡状态，A正确；降低温度，反应速率减慢，B错误；前20min用N2表示的反应速率为(2mol－1.9mol)/2L÷20min＝0.0025mol·L－1·min－1，则用NH3表示的反应速率为0.005mol·L－1·min－1，C错误；依据三段式有：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(g)起先(mol)230变更(mol)x3x2x1h(mol)2－x3－3x2x依据相同条件下，压强之比等于物质的量之比，则有(2－x＋3－3x＋2x)＝0.8×(2＋3)，解得x＝0.5，所以1h后反应进行完全，容器中的N2浓度为(2－0.5)mol÷2L＝0.75mol·L－1，D正确。16．答案：(1)ab(2)干燥气体限制氢气和氮气的流速的作用(3)不会混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气两种气体(4)氨的氧化反应是一个放热反应有红棕色气体产生(5)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(6)NHeq\o\al(＋,4)NOeq\o\al(－,3)解析：(1)氮气试验室用饱和亚硝酸钠和饱和氯化铵溶液共热来制备，因此制取氮气的装置为a；氢气试验室用活泼金属与稀盐酸或稀硫酸来制备，不须要加热，因此制取氢气的装置为b。(2)浓硫酸具有吸水性，干燥气体，因此装置甲作用是干燥气体，合成氨的反应是可逆反应，让原料达到最大利用，应依据反应方程式中化学计量数之比通入，因此浓硫酸的另一个作用通过视察气泡，限制氢气和氮气的流速。(3)在装置乙中反应的气体中，有大量难溶于水的N2和H2，不会造成压强突然减小，故不会引起倒吸。(4)此反应是NH3的催化氧化，铂丝保持红热，说明氨的催化氧化是放热反应，氨气催化氧化的反应方程式为：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，锥形瓶上方有空气，NO与氧气反应生成NO2，因此现象是有红棕色气体产生。(5)氨气的催化氧化，氨气被氧化成NO，其反应方程式为：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(6)依据问题(4)的试验现象，有NO2产生，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氨气和一水合氨均可与HNO3反应，生成硝酸铵，因此溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)。17．答案：(1)c(2)0.6mol/(L·min)48%(3)①氧气②CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O解析：(1)由图可知，反应物的能量高，生成物的能量低，CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程，a错误；H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比等于化学计量数之比，都为2︰1，b错误；化学反应不仅有新物质生成，有物质的变更，有化学键的断裂与形成，故肯定伴随能量变更，c正确；反应放热中反应物的键能总和小于生成物的键能总和，因此，2mol甲醇和1mol氧气的总键能小于2mol二氧化碳和4mol氢气的总键能，d错误。(2)某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.4mol/L，列出三段式：2CH3OH(g)＋O2(g)2CO2(g)＋4H2(g)起先(mol/L)2.5100变更(mol/L)1.20.61.22.4平衡(mol/L)1.30.41.22.4故v(H2)＝eq\f(2.4mol/L,4min)＝0.6mol/(L·min)；CH3OH的转化率＝eq\f(1.2m