第六章 化学反应与能量 章末检测试卷(二)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．(2023·无锡高一检测)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A．乙醇燃烧 B．碳酸氢钠和盐酸反应
C．镁与稀硫酸反应 D．钠和水反应
2．(2023·南昌高一检测)下列事实或做法与化学反应速率无关的是( )
A．将食物存放在温度低的地方
B．用铁触媒作催化剂合成氨
C．将煤块粉碎后燃烧
D．加热金属钠制备过氧化钠
3．(2023·吉林延边二中高一期中)下列说法正确的是( )
A.CaO＋H2O===Ca(OH)2可放出大量热，可利用该反应设计成原电池，把化学能转化为电能
B．任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．有化学键形成一定发生化学反应
D．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的催化氧化反应是放热反应
4.(2022·福建莆田一中高一期末)一种利用蓝绿藻制氢贮氢及氢气应用如图所示。下列说法正确的是( )
A．图中能量的转化方式只有1种
B．氢气液化过程吸收能量
C．蓝绿藻分解水产生H2和O2，同时释放能量
D．能量转换效率：燃料电池比H2直接燃烧高
5．(2023·石家庄高一期末)对于在恒容密闭容器中进行的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，下列说法错误的是( )
A．其他条件不变，充入少量He，则反应速率增大
B．若v正(CO)＝v逆(H2O)，则反应达到平衡状态
C．其他条件不变，增加C(s)的质量，反应速率不变
D．若混合气体的平均相对分子质量不再改变，则反应达到平衡状态
6．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能为( )
A．Y2为0.4 mol·L－1
B．Z为0.3 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
7．(2023·大理白族自治州民族中学高一期中)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( )
A．该反应有可能是放热反应
B．断裂1 mol A—A和1 mol B—B，放出a kJ能量
C．1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为(a－b) kJ
D．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
8.(2023·南昌二中高一期中)如图所示，电流表指针发生偏转，同时A电极质量减少，B电极上有气泡产生，C为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A．B电极为原电池的正极
B．C中阳离子向A极移动
C．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
D．A电极发生氧化反应
9．(2023·上海静安高一期中)为了说明影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是( )
选项 实验 结论
A 在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉末分别与相同浓度的盐酸反应 大理石粉末反应快
B 相同浓度、相同体积的浓硝酸分别放在暗处和强光处 光照可以加快浓硝酸的分解
C 相同大小、相同形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应 二者的化学反应速率相等
D 室温下，向两支试管中分别加入相同浓度、相同体积的双氧水，再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末 二者产生氧气的快慢不同
10．(2022·福建泉州第十六中学高一期中)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．NO直接排放会造成光化学烟雾
B．该分解过程是2NON2＋O2
C．过程②释放能量，过程③吸收能量
D．NO分解生成5.6 L(标准状况)N2转移电子数约为6.02×1023
11．碳单质可用于脱硝。向容积为2 L的密闭容器中加入炭(足量)和NO，模拟脱硝反应：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，下列条件能说明反应已经达到平衡状态的是( )
A．2v正(NO)＝v逆(N2)
B．气体的密度不再发生变化
C．容器内气体的压强不再发生变化
D．N2和CO2的物质的量之比不再发生变化
12.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是( )
A．2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1 mol Cu2O与2 mol Ag具有的总能量
B．Ag2O/Ag电极为正极
C．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O
D．电池工作时，OH－向Ag2O/Ag极移动
13．(2023·石家庄外国语学校高一期中)在一定条件下，将3 mol A和1 mol B投入容积2 L且容积不变的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(s)===xC(g)＋2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2 mol·L－1和0.4 mol·L－1。下列叙述正确的是( )
A．无法确定x的值
B．充入氦气压强增大，化学反应速率加快
C．0～2 min内B的反应速率为0.1 mol·L－1·min－1
D．此时B的转化率为40%
14.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O,2H2O＋O2＋4e－===4OH－。有关此电池的推断正确的是( )
A．电池工作过程中，正极区的pH逐渐减小
B．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2
C．通入乙烷的电极为正极
D．电解质溶液中的OH－向正极移动
15.流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列说法正确的是( )
A．b为负极，a为正极
B．该电池工作时，内电路中电子由电极a流向电极b
C．b极的电极反应式为PbO2＋4H＋＋4e－===Pb2＋＋2H2O
D．调节电解质溶液的方法是补充H2SO4
16.某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( )
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(16分)(2022·广州高一期中)人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
(1)直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是______(填字母，下同)。
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B．氢氧化钠与稀盐酸反应
C．灼热的炭与 CO2反应
D．H2与 Cl2燃烧反应
(2)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是__________。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少
D．甲、乙两烧杯中c(H＋)均减小
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________(填“>”“<”或“＝”)乙。
③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式：____________。电池工作时，溶液中SO向______(填“正”或“负”)极移动。当甲中溶液质量增重 27 g时，电极上转移电子数目为________。
④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为______________________。
(3)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是 KOH。通甲烷一极的电极反应式为______________________________________________________________________。
18．(12分)(2023·安徽马鞍山高一期中)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。请回答下列问题：
(1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是________(填字母，下同)。
a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂
c．充入氦气 d．适当降低温度
(3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
a．2v正(O2)＝v逆(SO2)
b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化
c．SO3的物质的量不再变化
d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时，v正(SO2)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(SO2)。
②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是__________ mol·L－1·min－1。
③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝________。
19．(10分)(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1 mol N2和1 mol O2完全反应生成NO会______(填“吸收”或“放出”)______ kJ能量。
(2)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示。
实验编号 T/℃ NO初始浓度/(mol·L－1) CO初始浓度/(mol·L－1) 催化剂的比表面积/(m2·g－1)
Ⅰ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 82
Ⅱ 280 1.20×10－3 5.80×10－3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10－3 82
①表中a＝________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线______________(填“甲”或“乙”)。
(3)在容积固定的绝热容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A．容器内温度不再变化
B．容器内的气体压强保持不变
C．2v逆(NO)＝v正(N2)
D．容器内混合气体的密度保持不变
20．(14分)(2022·厦门集美中学高一期中)以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。
(1)该反应的能量变化如图1所示，该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是________(填字母)。
A．升高温度 B．充入He
C．加入合适的催化剂 D．降低压强
(3)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图2。反应达到平衡状态，此时H2的转化率为____________。
(4)在相同温度、容积不变的条件下，下列情况不能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。
A．CO2、H2的浓度均不再变化
B．体系压强不变
C．n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶1
D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1
(5)用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图3。
①则电极c是________(填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式：_________________。
②若线路中转移1 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为_______L。
章末检测试卷(二)
1．B 2.D 3.D 4.D 5.A 6.B 7.C
8．B [上述装置涉及的是原电池工作原理，A为负极，发生失电子的氧化反应，电极质量会减少，B为正极，溶液中的阳离子如氢离子得电子生成气体，所以B电极上会有气泡产生，据此分析解答。原电池中阳离子移向正极，所以C中阳离子向B极移动，B错误；A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，Zn失电子生成锌离子，电极质量减少，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，C正确；A电极上固体失电子生成阳离子，所以发生氧化反应，D正确。]
9．C [大理石块与大理石粉末相比，大理石粉末与盐酸的接触面积大，反应速率快，A正确；光照比暗处温度高，则光照可以加快浓硝酸的分解，B正确；金属越活泼，与酸反应越剧烈，则Mg与盐酸反应速率快，C不正确；催化剂可加快反应速率，则加入少量二氧化锰粉末时双氧水产生的氧气快，D正确。]
10．C [NO在空气中易被氧化为NO2，NO直接排放会造成光化学烟雾，故A正确；由图可知，NO分解生成N2和O2，化学方程式为2NON2＋O2，故B正确；过程②是断裂化学键的过程，吸收能量，过程③是形成化学键的过程，释放能量，故C错误；依据化学方程式：2NON2＋O2，生成1 mol氮气转移4 mol电子，则生成5.6 L N2转移电子数为×4×6.02×1023mol－1＝6.02×1023，故D正确。]
11．B [v正(NO)和v逆(N2)表示反应的两个方向，当物质的量之比等于化学计量数之比时，反应达到平衡状态，即v正(NO)＝2v逆(N2)，A项错误；恒容下，该反应气体的质量会改变，当质量不变时，反应达到平衡状态，即此时气体的密度不再发生变化，B项正确；该反应前后体积不变，容器内气体的压强一直不变，无法判断是否达到平衡状态，C项错误；N2和CO2为产物，物质的量之比一直不变，无法判断是否达到平衡状态，D项错误。]
12．B [由题意知，该装置构成了原电池，原电池工作过程中发生了自发的氧化还原反应，该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误；Cu在反应中失电子，作原电池的负极，所以Ag2O/Ag电极为正极，B正确；电流由正极流向负极，所以电流方向为Ag2O→Cu，C错误；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极Cu极，D错误。]
13．D [2 min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2 mol·L－1和0.4 mol·L－1，浓度之比等于物质的量之比等于化学计量数之比，x∶2＝0.2∶0.4，可确定x＝1，故A错误；容器的容积不变，充入氦气压强增大，但各组分的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误；B的状态为固体，则不能用B的物质的量浓度变化表示反应速率，故C错误；生成D的物质的量是0.4 mol·L－1×2 L＝0.8 mol，根据3A(g)＋B(s)===C(g)＋2D(g)可知，此时消耗B的物质的量为0.8 mol×＝0.4 mol，所以此时B的转化率为×100%＝40%，故D正确。]
14．B [正极生成了OH－，故正极区的pH逐渐增大，A错误；乙烷在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，根据电池的总反应：2C2H6＋7O2＋8OH－===4CO＋10H2O可知，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，B正确；原电池中，负极发生氧化反应，根据电极反应式可知，乙烷在负极失电子，发生氧化反应，C错误；原电池中，阴离子向负极移动，因此电解质溶液中的OH－向负极移动，D错误。]
15．D [根据电池总反应Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，铜失电子发生氧化反应为负极，PbO2得电子发生还原反应为正极，则b为正极，故A错误；内电路中是离子的定向移动，而不是电子的定向移动，故B错误；b极的电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，故C错误；根据电池总反应Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，随放电的进行硫酸不断被消耗，即调节电解质溶液的方法是补充H2SO4，故D正确。]
16．C [结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线 Ⅰ、Ⅱ 分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确、D项错误。]
17．(1)D (2)①BD ②> ③2H＋＋2e－===H2↑ 负 NA (或6.02×1023) ④Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O (3)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
18．(1)放热 (2)ab (3)ac (4)①> ②0.8 ③8
解析 (1)根据反应过程的能量变化图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应。(2)根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)和影响化学反应速率的因素可知，恒温恒容时，增加O2的浓度可以加快化学反应速率，故a符合题意；催化剂能加快化学反应速率，故b符合题意；恒温恒容充入氦气对反应物和生成物的浓度无影响，所以不会加快化学反应速率，故c不符合题意；适当降低温度会降低化学反应速率，故d不符合题意。(3)根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，2v正(O2)＝ v逆(SO2)说明正、逆反应速率相等，能够说明反应达到化学平衡状态，故a符合题意；根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，混合气体的总质量是不变的，恒温恒容时，混合气体的密度是恒定不变的，所以恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到化学平衡状态，故b不符合题意；SO3的物质的量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，故c符合题意；SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2不能说明反应达到化学平衡状态，故d不符合题意。(4)①由图可知，2 min时，化学反应没有达到平衡，反应仍然正向进行，所以v正(SO2)> v逆(SO2)。②0～5 min内SO3的物质的量变化量为8 mol，根据速率公式可知0～5 min内用SO3的浓度变化表示的平均速率为＝0.8 mol·L－1·min－1。③根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知，初始加入10 mol SO2和a mol O2，反应达到平衡时，生成SO3为8 mol，则消耗的O2为4 mol，反应达到平衡时，O2的转化率为50%，即×100%＝50%，解得a＝8。
19．(1)吸收 180 (2)①1.20×10－3 ②Ⅰ和Ⅲ
③乙 (3)CD
20．(1)放热 (2)AC (3)75% (4)CD
(5)①负极 O2＋4e－＋4H＋===2H2O ②5.6
解析 (1)根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应。(2)升高温度，反应速率加快，故选A；恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B；加入合适催化剂，反应速率加快，故选C；降低压强，反应速率减慢，故不选D。(3)反应达到平衡状态时，反应消耗0.75 mol CO2，根据物质的量变化量之比＝化学计量数之比，可知消耗氢气的物质的量为0.75 mol×3＝2.25 mol，此时H2的转化率为×100%＝75%。(4)反应达到平衡时，各物质浓度保持不变，CO2、H2的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，故不选A；反应前后气体系数和不同，压强是变量，体系压强不变，反应达到平衡，故不选B；CH3OH、H2O都是生成物，反应开始后二者物质的量比始终是1∶1，故n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶1，反应不一定平衡，故选C；H2的消耗速率与CH3OH的生成速率都是正反应速率，二者之比为3∶1，不能判断反应是否平衡，故选D。(5)①根据图示，电子由电极c流出，则电极c是负极，电极d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；②由正极反应式可知，若线路中转移1 mol电子，消耗0.25 mol氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25 mol ×22.4 L·mol－1＝5.6 L。
