第06单元 化学反应与能量（A卷•夯实基础）-2021-2022学年高一化学同步单元AB卷（人教版2019必修第二册）（解析版）

班级姓名学号分数第06单元化学反应与能量（A卷·夯实基础）（时间：75分钟，满分：100分）一、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分）1．关于能源和能量转化，下列说法正确的是A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)C．化学反应过程中，除了物质变化外，可能伴有能量变化D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能【答案】B【解析】A．太阳能电池的能量转化：光能通过化学反应转化为电能，故A错误；B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)通过化学反应转化为生物质能(太阳能)，故B正确；C．化学反应过程中，旧键断裂和新键形成，除了物质变化外，一定伴有能量变化，故C错误；D．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能形式，故D错误；故选：B。2．（2021·浙江高一月考）下列有关化学反应限度的说法不正确的是()A．任何可逆反应的进程都有一定限度B．化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率C．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变【答案】D在不同的条件下，化学反应限度不同，当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，当外界条件发生改变，平衡发生移动，化学反应限度变化，据此解答。A．在一定条件下，当正逆反应速率相等时，可逆反应达到一定的限度，即平衡状态，故A正确；B．当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，反应物在该条件下的转化率最大，故B正确；C．在一定条件下，当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，即可逆反应达到的最大限度，故C正确；D．当外界条件发生改变，平衡发生移动，化学反应限度变化，故D错误。故选D。3．（2021·吉林·敦化市实验中学校高一期末）中国新一代运载火箭“长征七号”，已于2016年6月25首飞。火箭所需要的巨大能量由特制的燃料来提供，有关燃料燃烧过程中的变化，下列说法不正确的是A．所有的燃烧过程均是放热的B．需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的C．所有燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂D．燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量【答案】B【解析】A．燃烧为发光、放热、剧烈的氧化还原反应，所有的燃烧过程均是放热反应，故A正确；B．大多物质燃烧需要点燃才能反应，燃烧是放热反应，故B错误；C．燃烧是化学变化，反应过程中一定有化学键的断裂和形成，所以所有的燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂，故C正确；D．燃烧是放热反应，依据能量守恒，燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量，故D正确；故选：B。4．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是A．铝片与稀反应 B．与的反应C．灼热的炭与反应 D．甲烷在中的燃烧反应【答案】C【解析】A．铝片与稀H2SO4的反应为放热反应，故A不符合题意；B．与的反应为吸热反应，但不属于氧化还原反应，故B不符合题意；C．灼热的炭与CO2的反应中C元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，且为吸热反应，故C符合题意；D．甲烷在中的燃烧反应是放热反应，故D不符合题意。答案选C。5．石墨在一定条件下可转化为金刚石，已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收QkJ的热量，下列说法正确的是A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石与石墨的结构是相同的C．等物质的量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的热量多D．等物质的量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的热量多【答案】C【解析】A．由题给信息，判断出石墨能量比金刚石低，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，故A错误；B．金刚石和石墨是同种元素形成的两种不同单质，结构不同。金刚石是立体网状结构，石墨是片层状结构，故B错误；C．石墨、金刚石都是碳单质，由于金刚石能量高于石墨，等物质的量的金刚石和石墨燃烧时，金刚石燃烧放热多，故C正确；D．由C选项可知，金刚石燃烧放热多，故D错误；答案选C。6．最近，科学家用巨型计算机进行模拟后确认，由60个N原子可结合成N60分子，N60变成N2时放出巨大能量，下列说法中不正确的是A．N60与N2都是氮的同素异形体B．N60转化为N2属化学变化C．N60的总能量高于N2的总能量D．N60变为N2的反应是放热反应，说明N60比N2更稳定【答案】D【解析】A．N60与N2为N元素形成的不同单质，都是氮的同素异形体，A正确；B．N60和N2为不同的物质，N60转化为N2的过程有新物质生成，属化学变化，B正确；C．N60变成N2时放出巨大能量，说明N60的总能量高于N2的总能量，C正确；D．N60变为N2的反应是放热反应，说明N2的能量更低，则N2更稳定，D错误；综上所述答案为D。7．已知H＋Cl→HCl并放出akJ的热量，下列叙述中正确的是()A．HCl分子内每个原子都达到了8电子稳定结构B．HCl分子的能量比H、Cl原子的能量之和低C．1molHCl断键成1molH、1molCl要释放出akJ热量D．氢原子和氯原子靠电子得失形成共价键【答案】B【解析】A中HCl分子内H原子核外达到2电子稳定结构；C中断裂化学键要吸收能量；D中氢原子和氯原子是靠共用电子对形成共价键。8．（2021·河南商丘·高一期末）金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是A．铝作该原电池的负极 B．溶液中向极移动C．电极的电极反应式为 D．电流方向为A【答案】D【解析】根据原电池构成条件，Mg比Al活泼，因此Mg为负极，Al为正极，据此分析；A．Mg比Al活泼，且Mg能与硫酸反应，因此Mg为负极，Al为正极，故A错误；B．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即向Mg极移动，故B错误；C．根据上述分析，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－=Mg2+，故C错误；D．电流方向是正电荷定向移动方向，从正极流出，因此电流方向是Al→A→Mg，故D正确；答案为D。9．把锌片、铜片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.4mol电子通过时，负极的质量变化是A．减少13g B．增加6.5g C．增加13g D．减少11.2g【答案】A【解析】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子质量减少，正极上铜离子得电子质量增加。设负极上质量减少x，负极上的电极反应式为：x==13g，所以负极质量减少13g。故选A。10．下列电池工作时，O2在正极得电子的是()ABCD锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池镍镉电池【答案】C【解析】A．锌锰电池中，O2不参与反应，A项错误；B．铅蓄电池中，O2不参与反应，B项错误；C．氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2=2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应，C项正确；D．镍镉电池中，O2不参与反应，D项错误。答案选C。11．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c【答案】C【解析】装置一：发生电化学腐蚀，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序a＞b；装置二：发生化学腐蚀，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c；装置三：发生电化学腐蚀，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序d＞c；装置四：发生电化学腐蚀，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d＞a；所以这四种金属的活动性顺序d＞a＞b＞c，故选：C。12．已知反应，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①②③④则此反应在不同条件下进行最快的是A．②③ B．①③ C．②④ D．②【答案】D【解析】化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，即，则用A表示的化学反应速率分别为①；②；③；④，所以反应进行最快的是②，故选：D。13．下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是选项实验目的实验方案A探究化学反应的限度取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴，充分反应，可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应B比较Mg与Al的金属活动性常温下，将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池C探究不同催化剂对同一反应速率的影响相同条件下，向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液D探究浓度对化学反应速率的影响常温下，相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铁片先溶解完【答案】C【解析】A．取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴，，充分反应KI过量，所以溶液中既含I2又含I-，不能确定该反应是可逆反应，故A不符合题意；B．常温下，将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池，Al和NaOH溶液发生氧化还原反应作负极，Mg和NaOH溶液不反应作正极，所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活动性，故B不符合题意；C．相同条件下，向两支盛有等体积等浓度H2O2溶液的试管中分别滴入5滴等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液，根据产生气体的快慢程度可以判断不同催化剂对同一反应速率的影响，故C符合题意；D．常温下，相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸与铁片发生钝化反应，不能先溶解完，故D不符合题意；故答案：C。14．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，下列有关说法正确的是()A．当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态B．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且都为零C．当单位时间内消耗amolO2，同时消耗2amolSO2时，反应达到平衡状态D．当SO2、O2、SO3的分子数之比为2:1:2时，反应达到平衡状态【答案】A【解析】当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态，A项正确；达到平衡状态时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，B项错误；单位时间内消耗amolO2，同时消耗2amolSO2，只能说明正反应速率的情况，不能说明正、逆反应速率相等，即反应不一定达到平衡状态，C项错误；当SO2、O2、SO3的分子数之比为2:1:2时，正、逆反应速率不一定相等，反应不一定达到平衡状态，D项错误。15．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是①v(NH3)正=2v(CO2)逆②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变⑥密闭容器中CO2的体积分数不变⑦混合气体总质量不变A．①②④⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥【答案】B【解析】①v(NH3)正=2v(CO2)逆，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故①正确；②该反应为气体物质的量增大的反应，容器内压强为变量，当密闭容器中总压强不变时，表明达到平衡状态，故②正确；③H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的质量为变量，混合气体的体积不变，则密闭容器中混合气体的密度为变量，当容器内混合气体的密度不变时，表明达到平衡状态，故③正确；④只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能判断平衡状态，故④错误；⑤H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的总物质的量为变量，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；⑥只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能判断平衡状态，故⑥错误；⑦H2NCOONH4(s)为固体，混合气体总质量为变量，当混合气体的总质量不变时，表明达到平衡状态，故⑦正确；故选：B。16．在一定温度下，将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生反应：A(s)＋2B(g)⇌C(g)＋2D(g)。5min后达到平衡，测得容器内B的浓度减少了0.2mol·L－1，则下列叙述不正确的是()A．在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol·L－1·min－1B．平衡时B的转化率为50%C．平衡时B的体积分数约为33.3%D．初始时的压强与平衡时的压强比为4:5【答案】C【解析】测得容器内B的浓度减少了0.2mol·L－1，则C的浓度增加量为0.1mol·L－1，因此在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为eq\f(0.1mol·L－1,5min)＝0.02mol·L－1·min－1，A项正确；消耗B的物质的量为0.2mol·L－1×5L＝1mol，则平衡时B的转化率为eq\f(1mol,2mol)×100%＝50%，B项正确；消耗B的物质的量为1mol，生成C、D的物质的量分别为0.5mol、1mol，A是固体，所以平衡时B的体积分数为eq\f(1mol,1mol＋0.5mol＋1mol)×100%＝40%，C项错误；一定条件下气体压强之比等于气体的物质的量之比，A是固体，所以初始时的压强与平衡时的压强比为eq\f(2mol,1mol＋0.5mol＋1mol)＝4:5，D项正确。17．（2021·河北石家庄·高一阶段练习）在5L的恒容密闭容器中进行反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，起始时，通入4molNH3和5molO2，20min后反应达到平衡，此时测得NO的物质的量为2mol。下列有关说法中错误的是A．升高温度，化学反应速率增大B．其他条件保持不变，加入催化剂，反应速率将增大C．达到平衡后，5v(NH3)=4v(O2)D．其他条件保持不变，延长反应时间可提高反应的限度【答案】D【解析】A．升高温度，分子间的有效碰撞次数增多，化学反应速率增大，故A正确；B．其他条件保持不变，加入催化剂，单位体积内的活化分子数增多，反应速率将增大，故B正确；C．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，任何时刻都存在5v(NH3)=4v(O2)，平衡时存在5v(NH3)=4v(O2)，故C正确；D．其他条件保持不变，延长反应时间，反应速率不变，不能提高反应的限度，故D错误；故选D。18．（2021·河南信阳·高一期末）某实验小组研究一定温度下的反应：，根据表格中实验数据绘制的浓度-时间曲线如图所示，下列说法错误的是t/min0123c(M)/mol/L0.160.100.040.02c(N)/mol/L00.030.060.07A．曲线b是M的浓度变化曲线B．在3min内，随着N浓度越大，正反应速率减小，逆反应速率增大C．1～3min内，D．时，，反应达到平衡状态【答案】D【解析】A．随着反应的进行，M的浓度逐渐减小，故曲线b是M的浓度变化曲线，A项正确；B．内，反应没有达到平衡，随着反应的进行，正反应速率因反应物浓度减小而减小，逆反应速率因生成物浓度增大而增大，B项正确；C．内，，C项正确；D．时，，随后浓度继续发生改变，反应未达到平衡状态，D项错误；答案选D。二、非选择题（本题共4小题，共46分）19．（8分）（1）H2＋Cl2=2HCl的反应过程如下图所示：①根据上图填写下表：化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化Cl—Cl吸收243kJ共吸收___________kJH—H吸收436kJH—Cl放出431kJ共放出___________kJ②该反应___________(填“放出”或“吸收”)___________kJ热量。（2）硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：粗硅冶炼：(a)SiO2＋2CSi＋2CO↑。精炼硅：(b)Si＋3HClSiHCl3＋H2；(c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl。化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：①(a)是___________反应，(b)是___________反应，(c)是___________反应(填“吸热”或“放热”)。②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。【答案】（每空1分）（1）679862放出183（2）吸热放热吸热小于【解析】（1）①断开H-H、Cl-Cl键，通过题目数据可知，共吸收243+436=679kJ热量，形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。②根据放出和吸收热量数值的比较，可知该反应放出862-679=183kJ热量。（2）①根据化学反应与能量变化图可知，(a)是吸热反应，(b)是放热反应，(c)是吸热反应。②反应(b)是个放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。20．（15分）（2021·北京昌平·高一期末）电池是人类生产生活能源的重要来源之一。I.如图是一个原电池装置。（1）该装置是利用反应a设计的原电池装置，反应a的离子方程式是_____________________；反应b：NaOH+HCl=NaCl+H2O是否也可以设计成原电池，理由是_______________________________。（2）按照构成电池的基本要素来看，负极反应物是(填化学式，下同)_____________，正极反应物是_________________，正极材料是_____________________，离子导体是_____________________。（3）铜电极上发生反应的电极反应式是_______________________________。（4）完整说明该原电池装置是如何形成电流的___________________________________________________。II.如图是利用反应c设计的原电池装置。（5）反应c的离子方程式是_______________________________。（6）该装置将氧化反应和还原反应分开进行，还原反应在___________(选填“铁”或者“石墨”)上发生。【答案】（除标注外，每空1分）（1）Zn+2H+=Zn2++H2↑（2分）

不可以，不是氧化还原反应，无电子转移

（2分）

（2）Zn

H2SO4(H+)

Cu

H2SO4(SO、Zn2+)

（3）2H++2e-=H2↑（2分）

（4）锌电极失去电子，电子通过导线传导到铜电极上，溶液中的氢离子在铜电极得到电子。同时，电解质溶液中的离子定向移动，形成闭合回路，形成电流

（2分）

（5）Fe+2Fe3+=3Fe2+

（2分）

（6）石墨【解析】（1）铜和硫酸不反应，锌和硫酸能反应生成硫酸锌和氢气，反应的离子方程式是Zn+2H+=Zn2++H2↑；反应b：NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，没有电子转移，不能设计成原电池；（2）按照构成电池的基本要素来看，锌的活泼性大于铜，负极反应物是Zn，氢离子在正极得电子生成氢气，正极反应物是H2SO4(H+)，正极材料是Cu，离子导体是稀H2SO4；（3）铜电极是正极，氢离子在Cu电极上得电子生成氢气，正极反应式是2H++2e-=H2↑。（4）锌电极失去电子，电子通过导线传导到铜电极上，溶液中的氢离子在铜电极得到电子。同时，电解质溶液中的离子定向移动，形成闭合回路，形成电流。（5）根据图示，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+；（6）该装置将氧化反应和还原反应分开进行，铁电极发生反应Fe-2e-=Fe2+，石墨电极上发生反应Fe3++e-=Fe2+，所以还原反应在石墨上发生。21．（12分）燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。（1）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。①A为生物燃料电池的________（填“正”或“负”）极。②正极反应式为_________________________________。③放电过程中，H＋由________极区向________极区迁移（填“正”或“负”）。④在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。（2）一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。请回答：①工作时，O2－由电极________向电极________移动（填“a”或“b”）；②电子由电极________通过传感器流向电极________（填“a”或“b”）。【答案】（除标注外，每空1分）（1）正O2＋4H＋＋4e－=2H2O（2分）负正22.4L（2分）（2）baab【解析】（1）由图可知A为燃料电池的正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O；B为燃料电池的负极，电极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋；放电过程中，H＋由负极区向正极区移动；葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，即1molO2～1molCO2，每消耗1molO2，理论上生成标准状况下CO2气体22.4L。（2）①b电极为正极，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，总反应为2CO＋O2=2CO2，O2－由电极b向电极a移动；②工作时电子由负极向正极移动，电子由电极a通过传感器流向电极b。22．（11分）（2021·湖南湘西·高一期末）I、工业合成氨是人类科学技