春季高二人教版化学必修2第2章《化学反应与能量》测试试题解析版.docx
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春季高二人教版化学必修2第2章《化学反应与能量》测试试题解析版
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2019年春季高二人教版化学必修2第2章《化学反应与能量》测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.100mL6mol·L-1硫酸溶液与过量锌粒反应,一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可采取的措施是( )
A.加入少量碳酸钠粉末
B.加入少量硫酸铜溶液
C.加入适量NaCl溶液
D.加热
【答案】C
【解析】加入少量碳酸钠粉末,消耗硫酸,生成氢气的总量减少,A项错误;加入少量的硫酸铜溶液,锌置换出铜,形成原电池,加快反应速率,B项错误;加入适量NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减小,不影响生成氢气的总量,C项正确;温度升高,反应速率增大,D项错误。
2.反应A(g)+B(g)
C(g)+D(g)发生过程中的能量变化如图,ΔH表示反应的焓变。
下列说法不正确的是( )
A.反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1、E2都减小
B.反应体系中加入催化剂,反应速率增大,ΔH不变
C.加入催化剂并升高温度,反应速率增大
D.加入催化剂并升高温度,反应速率减小
【答案】D
【解析】加入催化剂,可降低反应的活化能,但反应热不变。
反应体系中加入催化剂,降低活化能,则E1、E2都减小;反应体系中加入催化剂,正、逆反应速率都增大,由于活化能差值不变,则ΔH不变;升高温度,并加入催化剂,化学反应速率都增大。
3.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅,电解质溶液为硫酸,工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
下列结论正确的是( )
A.铅为正极被氧化
B.溶液的pH不断减小
C.硫酸根离子只向二氧化铅处移动
D.电子由铅极流向二氧化铅极
【答案】D
【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知,铅的化合价升高,失去电子,发生氧化反应,铅为负极;
反应过程中硫酸不断被消耗,溶液的pH不断增大;其外电路中,电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极);内电路中,阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极),阳离子移向正极。
4.下列说法正确的是( )
A.锌锰干电池是二次电池
B.铜片、锌片、导线和番茄组成的水果电池,锌片是负极,发生还原反应
C.铅蓄电池的放电过程,从能量转换形式看是化学能转化为电能
D.原电池工作时溶液中的阳离子移向负极
【答案】C
【解析】锌锰干电池为一次电池,故A错;水果电池中,锌片是负极,发生氧化反应,故B错;原电池在工作时,溶液中的阳离子移向正极,故D错;铅蓄电池放电时将化学能转化为电能,故C正确。
5.四个试管中都装有5mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液,分别在相同温度下加入一定浓度的稀硫酸和一定量的水,最先出现浑浊的是( )
A.10mL0.1mol·L-1硫酸和10mL水
B.5mL0.1mol·L-1硫酸和15mL水
C.20mL0.2mol·L-1硫酸
D.10mL0.2mol·L-1硫酸和10mL水
【答案】C
【解析】反应物的浓度越大,化学反应速率越大。
Na2S2O3浓度相同,硫酸的浓度越大,其化学反应速率越大,出现浑浊最快。
6.在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,表明反应:
A(g)+B(g)
C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
【答案】C
【解析】①基本规律:
正反应速率和逆反应速率相等,或各组分的物质的量、体积分数、质量分数、浓度等不再变化时,反应达到平衡状态(浓度不一定相等)。
②对于体积不变的气体反应,无论反应是否达到平衡,容器内气体的总物质的量、气体的总压强、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度等都不随时间变化而变化。
7.根据下图所示的信息,判断下列叙述不正确的是( )
A.1mol氢气的共价键形成放出436kJ能量
B.氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C.1molH2(g)跟
molO2(g)反应生成1molH2O(g)释放能量245kJ
D.1molH2(g)与
molO2(g)的总能量大于1molH2O(g)的能量
【答案】B
【解析】物质的量相同的同一化学键(如H—H键),断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相等;
氢气在氧气中燃烧为放热反应(放出能量),其反应物的总能量大于生成物的总能量;
1mol氢气燃烧时放出的能量为930kJ-(436kJ+249kJ)=245kJ。
8.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)
2AB(g)达到化学平衡的标志是( )
A.容器内A2、B2、AB三种气体的浓度相等
B.单位时间内有xmolA2生成,同时就有xmolB2生成
C.单位时间内有xmolA2被消耗,同时就有2xmolAB生成
D.单位时间内有xmolB2发生反应,同时就有2xmolAB被分解
【答案】D
【解析】先确定正反应(生成AB或A2、B2发生反应被消耗等)和逆反应(生成A2或B2或AB分解等),再求它们指定物质变化的物质的量之比,若等于其化学计量数之比,则反应达到平衡状态。
反应达到平衡时,反应体系中各物质的浓度不再发生变化,但不一定相等。
9.利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.A极电极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+
D.当有4.48L二氧化氮(标准状况)被处理时,转移电子为0.8mol
【答案】C
【解析】由电池总反应方程式可知:
氨气中氮元素的化合价升高,失去电子发生氧化反应,通入氨气的电极A为负极,负极反应式为8NH3-24e-+24OH-===4N2+24H2O;
二氧化氮中氮元素的化合价降低,得到电子发生还原反应,通入二氧化氮的电极B为正极,正极反应式为6NO2+24e-+12H2O===3N2+24OH-。
由正极反应式可知,4.48L二氧化氮(物质的量为0.2mol)被还原时,可转移电子0.8mol。
该电池为碱性介质溶液,应选用阴离子交换膜。
10.下列图示变化为吸热反应的是( )
【答案】A
【解析】反应物的总能量低于生成物总能量为吸热反应,否则为放热反应。
11.根据下列事实:
①A+B2+===A2++B;②D+2H2O===D(OH)2+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-===E,B-2e-===B2+,由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是( )
A.D2+>A2+>B2+>E2+
B.A2+>B2+>D2+>E2+
C.D2+>E2+>A2+>B2+
D.E2+>B2+>A2+>D2+
【答案】D
【解析】由题意可判断金属的活动性顺序是D>A>B>E,而金属单质的还原性越弱,其阳离子的氧化性越强,故D正确。
12.如图所示的装置,试管b中盛有水,气球a中盛有干燥的过氧化钠颗粒,U型管中注有浅红色的水,将气球用橡皮筋紧缚在试管口。
实验时将气球a中的过氧化钠抖落到试管b的水中,下列叙述的现象正确的是( )
A.U形管内红水褪色
B.试管内溶液变红
C.气球a被吹大膨胀
D.U形管水位不变
【答案】C
【解析】过氧化钠抖落到试管b的水中发生反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
该反应产生的氧气使气球a膨胀,放出的热量使锥形瓶中气体膨胀,导致U形管c端水位下降,d端水位上升。
13.反应C(石墨)===C(金刚石)是吸热反应,下列说法中不正确的( )
A.金刚石和石墨是不同的单质
B.金刚石和石墨可以相互转化
C.石墨比金刚石更稳定
D.相同质量的石墨比金刚石的能量高
【答案】D
【解析】金刚石和石墨是两种不同性质的单质,二者可以相互转化;石墨转化为金刚石的反应是吸热反应,说明石墨的能量低于金刚石的能量,石墨比金刚石稳定。
14.已知反应A(g)+B(g)
C(g)+D(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.产物C的能量高于反应物的总能量
B.若该反应中有电子得失,则可设计成原电池
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.该反应中的反应物A和B的转化率定相同
【答案】C
【解析】图像分析可以知道,反应物能量低于生成物,反应为吸热反应,产物C的能量不一定高于反应物的总能量,A错误,C正确;若该反应中有电子得失为氧化还原反应,但是该反应是吸热反应,不能自发进行,非自发进行的氧化还原反应不能设计为原电池,B错误;反应物A和B的转化率和起始量、变化量有关,若起始量不同,转化率也不同,D项错误。
15.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓硫酸铜溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)( )
A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低
D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高
【答案】D
【解析】根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入硫酸铜溶液后,在铁球表面析出铜,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入硫酸铜溶液后,形成原电池,在铜球表面析出铜,A端下沉。
16.对于反应中的能量变化,下列表述正确的是( )
A.放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量
B.断开化学键的过程会放出能量
C.加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.氧化反应都为吸热反应
【答案】A
【解析】断开化学键吸收能量,形成化学键放出能量;吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量;需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应(如金属镁、铝在空气中燃烧);氧化反应不一定都是吸热反应(如物质的燃烧)。
17.关于如图所示装置的叙述中正确的是( )
A.锌片上有气泡产生
B.铜片周围溶液氢离子浓度不变
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
【答案】D
【解析】该装置为铜锌原电池,锌的活动性大于铜,锌为负极、铜为正极。
负极锌失去电子不断溶解,在外电路中电子由锌电极流向铜电极;溶液中的氢离子移向正极铜,铜片周围的氢离子浓度增大,并在正极上发生还原反应产生氢气,硫酸溶液的氢离子浓度减小。
18.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是( )
A.阴极
B.正极
C.负极
D.阳极
【答案】C
【解析】铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成原电池,锌比铜活泼,在原电池中作负极。
19.下列说法正确的是( )
A.原电池是把电能转变成化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极
C.原电池的负极得到电子发生还原反应
D.原电池内部的阳离子向正极移动
【答案】D
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置。
在原电池中,活泼金属作负极,失去电子发生氧化反应;不活泼金属作正极,溶液中的阳离子移向正极,在正极上得到电子发生还原反应;其电子在外电路中的流向是从负极流向正极,电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。
20.下列对可逆反应的认识正确的是( )
A.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
B.在同一条件下,同时向正反应和逆反应两个方向进行的反应叫可逆反应
C.电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
D.在可逆反应进行中正反应速率与逆反应速率一定相等
【答案】B
【解析】可逆反应是在“同一条件下”、能“同时”向正反应和逆反应“两个方向”进行的化学反应;可逆反应开始进行时,正反应速率大于逆反应速率,二者不相等。
第Ⅱ卷
二、综合题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.能源是人类生存和发展的重要支撑因素。
(1)煤、石油、天然气及生物质能等是许多年来大规模使用的能源,称为常规能源。
人类现在正积极开发和利用新能源,请你说出三种新能源:
__________________________________。
(2)积极开发和利用当地的特有能源资源是很有必要的。
例如,我国新疆地区人口稀少,水资源较少。
我国最近与美国联合开发当地的某种能源发电,该能源是________。
(3)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是( )
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料合算
C.煤燃烧时产生大量二氧化碳和烟尘,对环境的污染严重
D.通过清洁技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(4)乌克兰科学家用铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是__________________________________________________________。
(5)一些科学家对以下3个反应很感兴趣:
3FeCl2+4H2O
Fe3O4+H2+6HCl①
Fe3O4+
Cl2+6HCl===3FeCl3+3H2O+
O2②
3FeCl3
3FeCl2+
Cl2③
科学家们利用上述反应是生产________,对制备此物质而言,FeCl2的作用是________________________________________________________________________。
【答案】
(1)核能、地热能、海洋能
(2)风能 (3)ACD (4)使煤油液滴变为油雾,增大与氧化剂的接触面积,使煤油充分燃烧 (5)H2 催化剂
【解析】煤直接燃烧,会产生严重的污染。
因此,发展洁净煤技术、减少污染物的排放,提高煤炭利用率,是非常重要的,其中煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径。
调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加大科技投入,加快开发水电、核电和新能源等的步伐就显得尤为重要。
最有希望的新能源是太阳能、风能和氢能等,这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为可再生能源,对环境没有污染或污染小。
22.如图为原电池装置示意图。
(1)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,作负极的分别是________(填字母)。
A.铝片、铜片B.铜片、铝片
C.铝片、铝片D.铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式:
______________________________
________________________________________________________________________。
(2)若A为Pb,B为PbO2,电解质为H2SO4溶液,工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
写出B电极反应式:
__________________________
________________________________________________________________________;
该电池在工作时,A电极的质量将________(填“增加”“减小”或“不变”)。
若该电池反应消耗了0.1molH2SO4,则转移电子的数目为________。
(3)若A、B均为铂片,电解质为KOH溶液,分别从A、B两极通入H2和O2,该电池即为氢氧燃料电池,写出A电极反应式:
___________________________________;
该电池在工作一段时间后,溶液的碱性将________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
【答案】
(1)B Al-3e-+4OH-===
+2H2O
(2)PbO2+
+4H++2e-===PbSO4+2H2O 增加 0.1NA
(3)H2+2OH--2e-===2H2O 减弱
【解析】
(1)铝遇浓硝酸钝化,铜能与浓硝酸反应,故此时作负极的是铜片;铝能与烧碱溶液反应,铜不能,此时作负极的是铝片;铝在烧碱溶液中失去电子后结合OH-生成
。
(2)B为PbO2,得到电子后结合溶液中的
生成难溶的PbSO4:
PbO2+
+4H++2e-===PbSO4+2H2O;同样A极也生成PbSO4,故质量会增加;由总反应可知消耗2molH2SO4时,转移2mol电子,故消耗0.1molH2SO4时转移电子的数目为0.1NA。
(3)碱性条件下电极反应式中不能出现H+,只能出现OH-;因为电池反应最终生成了水,对KOH溶液有稀释作用,故溶液的碱性将减弱。
23.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g)。
若经2s时测得C的浓度为0.6mol·L-1,填写下列空白:
(1)用物质A表示反应的平均速率为。
(2)用物质B表示反应的平均速率为。
(3)2s时物质A的转化率为。
(4)2s时物质B的体积分数为。
【答案】
(1)0.3mol·L-1·s-1
(2)0.15mol·L-1·s-1
(3)30% (4)25.9%
【解析】
(1)v(A)=
=0.3mol·L-1·s-1。
(2)v(B)=
=0.15mol·L-1·s-1。
(3)A的转化率为
×100%=30%。
(4)B的体积分数=
×100%≈25.9%。
24.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:
(1)达到平衡时,N2O4的转化率为______________,表中c2________c3,a________b(填“>”、“<”或“=”)。
(2)20s时N2O4的浓度c1=________mol·L-1,在0~20s内N2O4的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。
(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·L-1。
【答案】
(1)60% > =
(2)0.070 0.0015(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
2NO2可知,生成0.120molNO2消耗0.060molN2O4,达到平衡时N2O4的转化率=0.060mol·L-1÷0.100mol·L-1×100%=60%;c3=0.040mol·L-1,c2=0.100mol·L-1,c3>c2,a=b=0.040mol·L-1。
(2)c1=0.100mol·L-1-0.060mol·L-1÷2=0.070mol·L-1,
在0~20s内N2O4的平均反应速率为0.030mol·L-1÷20s=0.0015mol·L-1·s-1。
(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2×0.100mol·L-1=0.200mol·L-1。
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