2025版新教材高中化学第六章化学反应与能量单元素养评价六含解析新人教版必修2

PAGE14-单元素养评价(六)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟70分)一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)1.(2024·柳州高一检测)下列说法正确的是 ()A.化学反应速率是对可逆反应而言的,非可逆反应不谈化学反应速率B.在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值C.同一化学反应中,化学反应速率可用反应物浓度的变更表示,也可用生成物浓度的变更表示,其值可能相同,也可能不同D.化学反应速率的单位通常是g·L-1·s-1,也可以是kg·L-1·s-1【解析】选C。由化学反应速率的概念“单位时间内反应物浓度的削减量或生成物浓度的增加量”,可以看出它适合于全部的化学反应,并非专指可逆反应,A项不正确;单位时间是正值,反应物浓度的削减量或生成物浓度的增加量也是正值,故其比值也必为正值,B项不正确;由化学反应速率的计算公式v=ΔcΔt可以看出,其单位中不行能出现g、kg2.(2024·六安高一检测)下列图示变更为吸热反应的是 ()【解析】选A。A项中,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应;B项中,N2和H2必需先汲取能量断裂旧化学键,再放出能量形成新化学键,由于放出能量大于汲取能量,故为放热反应;C项中,没有发生化学变更,不是放热反应;D项中,金属与酸的反应为放热反应。3.氧化反应和还原反应分别在两个电极上自发进行时,便能构成原电池。下列氧化还原反应中,在肯定条件下不能构成原电池的是 ()A.2FeCl2+Cl22FeCl3B.Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2AgC.Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2OD.2H2+O22H2O【解析】选C。构成原电池的条件有两个:一是必需是氧化还原反应,二是要求氧化剂、还原剂各为一种物质,分别在正、负极发生反应。A、B、D项所示反应均为氧化还原反应,且氧化剂和还原剂分别为不同物质,符合题意;C项虽是氧化还原反应,但氧化剂和还原剂均为Na2S2O3,不合题意。4.(2024·邢台高一检测)今年京沪高铁迎来开通运营8周年。作为世界铁路历史上一次建成里程最长、标准最高的高速铁路,京沪高铁于2011年6月科研人员通过改良技术提高高铁速度,同样变更条件也能改变更学反应速率,下列措施对增大反应速率明显有效的是 ()A.Na与水反应时增大水的用量B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的试验【解析】选D。水的浓度可视为固定不变,因此增加水的用量反应速率不变,A错误;铁遇浓硫酸会发生钝化,不再产生氢气,B错误;压强的变更只能适用于有气体参与的反应,C错误;增大固体的表面积可以加快反应速率,D正确。【补偿训练】(2024·廊坊高一检测)为了探究温度对化学反应速率的影响,下列试验方案可行的是 ()【解析】选D。没有对比试验,A错误;催化剂不同,温度不同,无法比较,B错误;前者没有催化剂,后者有催化剂,且温度不同,无法比较,C错误;只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,D正确。5.肯定条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标记是 ()A.单位时间内生成nmolA2,同时消耗2nmolABB.容器内,3种气体AB、A2、B2共存C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率D.容器中各组分的体积分数不随时间变更【解析】选D。不论该反应是否达到平衡状态,A项和B项中的状况都存在;C项AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍,才能表明该反应到达平衡状态;D项,容器中各组分体积分数保持不变,表明v(正)=v(逆),反应到达平衡状态。6.(2024·淄博高一检测)依据反应:2Ag++CuCu2++2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是 ()A.X可以是银或石墨B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极D.X极上的电极反应式为Ag++e-Ag【解析】选B。由电池反应2Ag++Cu2Ag+Cu2+可知,铜作负极,电极反应为Cu-2e-Cu2+,X为正极,可以是比铜不活泼的银或石墨等,电极反应为Ag++e-Ag;电解质溶液中需含有Ag+,故B说法错误。【补偿训练】下列对如图所示装置试验现象的描述正确的是 ()a电极b电极X溶液试验现象A石墨石墨CuCl2a极质量增加,b极放出无色气体B石墨FeKNO3a极质量增加,b极放出无色气体CCuFeCuSO4a极质量增加,b极质量削减D石墨石墨HCla、b极都放出无色气体【解析】选C。A、D项,两极材料相同,不能构成原电池,无现象;B项,没有可以自发进行的氧化还原反应,无现象;C项,构成原电池,铁作负极渐渐溶解,质量削减,铜作正极,铜离子反应析出铜附着在a极上,质量增加。7.(2024·银川高一检测)在肯定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变更的曲线如图所示,下列表述正确的是 ()A.化学方程式为2MNB.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍【解析】选D。由图象可知N为反应物,M为生成物,然后找出在相同时间段内变更的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比,即该反应的化学方程式是2NM。t2时刻M、N的物质的量相等,但此时M、N的物质的量仍在发生变更,反应未达到平衡状态,因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后,M、N的物质的量不再变更,证明已达平衡状态,此时正、逆反应速率相等。8.(2024·商丘高一检测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是 ()图Ⅰ碱性锌锰电池图Ⅱ铅-硫酸蓄电池图Ⅲ原电池图Ⅳ银锌纽扣电池A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是作催化剂B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag【解析】选D。MnO2的作用是作氧化剂,A错误;Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,H2SO4被消耗,浓度减小,B错误;正极析出铜,Cu2+浓度减小,C错误;负极ZnZn2+氧化反应,作还原剂;正极Ag2OAg还原反应,Ag2O是氧化剂,D正确。9.(2024·南宁高一检测)在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在肯定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是 ()A.c(Z)=0.5mol·L-1B.c(Y2)=0.5mol·L-1C.c(X2)=0.2mol·L-1 D.c(Y2)=0.6mol·L-1【解析】选B。若反应向正反应方向进行,0.1mol·L-1X2与0.3mol·L-1Y2完全转化可生成0.2mol·L-1Z,这表明平衡时Z的浓度应小于0.4mol·L-1;若反应向逆反应方向进行,0.2mol·L-1Z全部分解转化生成0.1mol·L-1X2和0.3mol·L-1Y2,这表明平衡时X2的浓度应小于0.2mol·L-1,Y2的浓度应小于0.6mol·L-1。10.下列说法中不正确的是 ()①任何化学反应都伴有能量变更②依据能量守恒定律,反应物的总能量等于生成物的总能量③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体④煤转化为煤气后燃烧,可以提高燃烧效率⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体,硫粉放出的热量多A.①③⑤ B.①②③④⑤⑥C.②⑥ D.②③④⑥【解析】选C。②错。依据能量守恒原理,对于放热反应,反应物的总能量等于生成物总能量加上放出的热量;对于吸热反应,反应物总能量加上汲取的热量,等于生成物的能量。⑤中生成水蒸气可理解为是先生成液态水再由液态水汽化成水蒸气,因为水汽化时是要汲取热量的,所以,生成水蒸气时放出的热量就比生成液态水时放出的热量要少;⑥中,硫蒸气可理解为硫粉汲取热量得到的,所以,硫蒸气本身能量就比硫粉的能量要高。11.依据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变更状况,推断下列说法正确的是 ()A.该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量B.2mol氮原子结合生成N2(g)时须要放出946kJ能量C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时须要放出632kJ能量D.上述过程描述的是2mol的N2与2molO2反应的能量变更过程【解析】选B。1molN2和1molO2反应产生2molNO,反应过程的能量变更是Q=946+498-2×632=+180(kJ),说明反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应是吸热反应,A错误;断裂化学键汲取能量,形成化学键释放能量,2mol氮原子结合生成N2(g)时须要放出946kJ能量,B正确;1molNO(g)分子中的化学键断裂时须要汲取632kJ能量,C错误;上述过程描述的是1molN2与1molO2反应的能量变更过程,D错误。12.(2024·揭阳高一检测)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的变更对其反应速率几乎无影响的是()①增加碳的量②将容器的体积减小一半③保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大④保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大A.①②B.②③C.①③D.③④【解析】选C。碳为固态物质,增加其用量对反应速率几乎无影响;容器的体积减小,则体系的压强增大,反应速率增大;充入氮气使体系的压强增大,但由于容器体积不变,反应混合物中各成分的浓度不变,所以化学反应速率不变;保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大,反应混合物中各成分的浓度减小,反应速率变慢。【补偿训练】NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,生成N2和CO2,对此反应的下列叙述中,正确的是 ()A.运用催化剂能加快化学反应速率B.降低压强能加快化学反应速率C.上升温度只能加快放热反应的速率D.变更压强对化学反应速率无影响【解析】选A。依据外界条件对反应速率的影响分析:运用催化剂一般能加快反应速率;对于有气体参与的反应来说,压强的变更,对反应速率有影响,增大压强会加快化学反应速率,减小压强会减慢化学反应速率;上升温度会加快化学反应速率,与反应的放热和吸热无关。13.(2024·咸阳高一检测)已知:①1molH2分子中化学键断裂时须要汲取436kJ的能量,②1molI2蒸气中化学键断裂时须要汲取151kJ的能量,③由氢原子和碘原子形成1molHI分子时释放299kJ的能量。下列推断不正确的是 ()A.I2蒸气比H2分子稳定B.2molHI(g)发生分解反应汲取11kJ热量C.HI与NaOH反应属于放热反应D.0.5molH2(g)与0.5molI2(g)完全反应释放出5.5kJ热量【解析】选A。选项A,1molH2分子共价键断裂时汲取的热量比1molI2分子共价键断裂时汲取的热量多,H2分子比I2蒸气稳定,A选项错误;选项B,设反应为2HI(g)H2(g)+I2(g),则汲取的热量=2E(H—I)-E(H—H)-E(I-I)=2×299kJ·mol-1-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ·mol-1;选项C,中和反应是放热反应;选项D,依据选项B的计算可知正确。14.(2024·聊城高一检测)0℃时,将0.1molN2O4置于1L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中,烧瓶内的气体渐渐变为红棕色:N2NO2(g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到反应限度的是 ()①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1∶2②NO2的消耗速率与N2O4的消耗速率之比为2∶1③烧瓶内气体的压强不再变更④烧瓶内气体的质量不再变更⑤NO2的物质的量浓度不再变更⑥烧瓶内气体的颜色不再加深⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变更⑧烧瓶内气体的密度不再变更A.②③⑥⑦B.①④⑧C.只有①④ D.只有⑦⑧【解析】选B。①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率均表示正反应速率,不能推断是否已达平衡;④烧瓶内气体的质量是定值,烧瓶内气体的质量不再变更,不能推断是否已达平衡;⑧烧瓶的体积不变,且气体总质量不变,密度是定值,混合气体的密度不再变更,不肯定平衡。故选B。二、非选择题(本题包括3小题,共28分)15.(6分)能量饮料是以补充人体所需能量为主要目的的一种特别用途饮料。其补充能量的原理是人喝了能量饮料后,在饮料中的维生素(一般是B类维生素)和糖分(一般是白砂糖)在相互作用下,转化成人体所需的能量,以达到补充体力,缓解疲惫的目的。通过试验或计算可确定化学反应中的能量变更。某试验小组同学进行如图所示试验,以检验化学反应中的能量变更。试验发觉,反应后①中的温度上升,②中的温度降低。由此推断铝条与盐酸的反应是________热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________热反应。反应________(填“①”或“②”)的能量变更可用图(b)表示。

【解析】Al与盐酸反应后,温度上升,说明反应放热,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应后温度降低,说明反应吸热;反应①为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应①的能量变更可用图(b)表示。答案:放吸①16.(10分)Ⅰ.给你供应纯锌片、纯铜片和500mL0.2mol·L-1的硫酸溶液、导线、1000mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。(1)如图所示,装置气密性良好,且1000mL量筒中已充溢了水,则起先试验时,首先要________________________________________________。

(2)a电极材料为________,其电极反应式为____________________;b电极材料为________,其电极反应式为________________________。

(3)当量筒中收集672mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为________。

Ⅱ.某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A极:2H2+2O2--4e-2H2OB极:O2+4e-2O2-则A极是电池的________极;电子从该极________(填“流入”或“流出”)。

【解析】Ⅰ.导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流淌必定形成原电池。因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极,故b为纯铜片,作原电池正极,a极为负极。其电极反应式分别为a极:Zn-2e-Zn2+;b极:2H++2e-H2↑,则转移电子为0.672L22.Ⅱ.据电极反应可知A极失去(或流出)电子,作原电池的负极。答案:Ⅰ.(1)用导线把a、b两电极连接起来(2)纯锌片Zn-2e-Zn2+纯铜片2H++2e-H2↑(3)0.06molⅡ.负流出【互动探究】(1)上题Ⅰ.(3)中反应后两极材料的质量差为____g。

提示:1.95g。由产生的气体的体积可知转移电子为0.06mol,故溶解的Zn的物质的量为0.03mol,质量为0.03mol×65g·mol-1=1.95(2)上题Ⅱ中,电解质中移动的离子为________。

提示:O2-。由电极反应式中分别消耗、生成O2-可知,电解质中移动的离子为O2-。17.(12分)恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (1)若反应进行到某时刻t时,n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,a=________。

(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NH3的含量(体积分数)为25%。n(NH3)=________(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=________。

(4)原混合气体中a∶b=________。

(5)将1molN2和3molH2合成NH3反应时,下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填字母)________。

A.容器内的总压强不随时间而变更B.反应后混合气体的密度不再发生变更C.三种气体的浓度相等D.NH3的分解速率与生成速率相等E.混合气体的平均相对分子质量不再发生变更【解析】(1)生成6molNH3时消耗N23mol,所以a=16;(2)达平衡时混合气体的物质的量为716.8L22.4L·mol- N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)初始量(mol) 16 b 0变更量(mol) 4 12 8平衡量(mol) 12 b-12 812+b-12+8=32,b=24,a+b=16+24=40,所以n(始)∶n(平)=5∶4;(4)a∶b=2∶3;(5)对于合成氨的反应,因为反应前后气体的系数和不相同,所以压强不再变更,混合气体的平均相对分子质量不再变更可以作为平衡的标记,氨气的分解速率与生成速率相同,表明反应达到平衡状态。答案:(1)16(2)8mol(3)5∶4(4)2∶3(5)ADE【等级性考试】(30分钟30分)一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)18.限制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池(盐桥可以使自由离子通过)。下列推断不正确的是 ()A.反应起先时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应起先时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极【解析】选D。由反应2Fe3++2I-2Fe2++I2可知,反应起先时甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;电流计读数为零,说明单位时间内由甲流向乙的电子数与由乙流向甲的电子数相等,生成Fe3+的物质的量与消耗Fe3+的物质的量相等,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,则平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极;故选D。19.(2024·江苏高考改编)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.肯定条件下,H2(g)+O2(g)可以转化为H2O(g),H2O(g)分解也可以得到H2(g)+O2(g),该反应为可逆反应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D.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)放出的热量可通过下式估算:反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和【解析】选D。A项,两个反应的条件不相同,故不是可逆反应,错误;B项,负极应是H2失去电子,错误;C项,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H2转移的电子数,错误;D项,反应放出的热量可以用生成物形成共价键的键能之和减去反应物断裂共价键键能之和20.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,肯定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变更的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是 ()A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a～b段小于b～c段【解析】选D。当反应速率保持不变的时候,反应达到平衡状态,明显c点没有达到平衡,A错误;随着反应的进行,反应物的浓度会越来越小,故反应物浓度a点大于b点,B错误;假如只考虑浓度对反应速率的影响,正反应速率应当越来越小,但是由图可知,a、b、c三点速率越来越大,这说明反应是放热的,故反应物的总能量高于生成物的总能量,C错误;图中曲线a～b正下方的面积代表Δt1时间段内SO2的转化浓度,曲线b～c正下方的面积代表Δt2时间段内SO2的转化浓度,明显曲线b～c正下方的面积大,故b～c段内SO2的转化率大,D正确。【互动探究】(1)图中a、b、c三点逆反应速率的大小依次如何?提示:由图知a、b、c三点都没有达到平衡,正在向正反应方向进行,生成物的浓度渐渐增大,且反应放热使温度上升,故逆反应速率c>b>a。(2)图中正反应速领先渐渐增大,后又渐渐减小的缘由是什么?提示:随着反应的进行反应物的浓度渐渐减小,有使正反应速率减小的趋势;但反应放热使反应体系的温度上升,有使正反应速率增大的趋势;在反应起先阶段温度上升快,正反应速率增大,在反应后半阶段反应物的浓度减小快,正反应速率减小。二、非选择题(本题包括1小题,共12分)21.Ⅰ.利用生活中或试验中常见的物品,依据氧化还原反应学问和电化学学问,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白: (1)试验原理:Fe+2H+Fe2++H2↑。(2)试验装置