创新学案人教版高一化学必修2第二章化学反应与能量阶段检测二.docx
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创新学案人教版高一化学必修2第二章化学反应与能量阶段检测二
第二章阶段检测
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分。
每小题只有一个选项符合题意)
1.参照反应Br+H2
HBr+H的能量对应反应历程的示意图,下列叙述中正确的是( )
A.正反应为吸热反应
B.吸热反应一定要加热后才能发生
C.反应物总能量高于生成物总能量
D.升高温度可增大正反应速率,降低逆反应速率
【解析】由图像知反应物的总能量低于生成物的总能量,故正反应为吸热反应,所以A项正确,C项错误;吸热反应不一定要加热才能进行,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,B项错误;对于任何一个反应而言,升高温度,可以使正反应速率与逆反应速率都加快,D项错误。
【答案】A
2.一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3,使用时将它们混合用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。
以下关于其制冷原因的推测错误的是( )
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应
D.NH4NO3溶于水会吸收热量
【解析】铵盐不会自身发生复分解反应,而又不具备与Na2SO4·10H2O发生复分解反应的条件,C选项错误。
【答案】C
3.下列对化学反应的认识正确的是( )
A.氧化还原反应都是放热反应
B.化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成
C.伴随能量变化的物质变化都是化学变化
D.化学反应过程中,分子的种类和数目一定发生改变
【解析】反应是吸热还是放热取决于反应物、生成物的总能量的相对大小,有些氧化还原反应如C+CO2
2CO就是吸热反应,A错误;化学反应的本质是反应物原子的重新组合,即反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键的形成,B正确;化学变化中一定伴随能量变化,但伴随能量变化的不一定是化学变化,如物质三态的变化,C错误;化学反应中,原子守恒,但分子数目不一定变化,D错误。
【答案】B
4.某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+
3Fe2+,与此电池反应不符合的原电池是( )
A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D.银片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
【解析】根据原电池的电池反应为Fe+2Fe3+
3Fe2+可知,Fe为负极,比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极,含Fe3+的溶液为电解质溶液。
【答案】C
5.一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池,电极反应分别为锌片:
2Zn+4OH--4e-
2ZnO+2H2O
石墨:
2H2O+O2+4e-
4OH-
下列说法不正确的是( )
A.电子从石墨经外电路流向锌片
B.锌片是负极,石墨是正极
C.电极总反应为2Zn+O22ZnO
D.该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大
【解析】由电极反应可知:
锌片一极发生氧化反应,为负极,石墨一极发生还原反应,为正极,电子在外电路中从负极(Zn片)流向正极(石墨),反应时石墨一极产生OH-,石墨附近溶液c(OH-)增大,pH增大。
【答案】A
6.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金为电极材料的海水电池。
在这种电池中( )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A.②③B.②④
C.①③D.①④
【解析】电池电极只称为正、负极,故①错;其中活泼的一极为负极,即为铝合金,②对;电极在海水中,故海水为电解质溶液,③对;铝合金为负极,则发生氧化反应,故④错。
【答案】A
7.(2017·济南高一检测)现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,发生反应4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),4min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250mol·L-1·min-1
【解析】设4min时,生成6xmolH2O(g),
据题意,则有:
=0.4解得:
x=0.5
则4min内H2O的变化浓度为
Δc(H2O)=
=1.5mol·L-1
v(H2O)=
=0.375mol·L-1·min-1,
再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为
v(N2)=0.125mol·L-1·min-1,
v(NH3)=0.250mol·L-1·min-1,
v(O2)=0.1875mol·L-1·min-1。
【答案】C
8.煤气的产生主要是因为煤炉中发生了如下反应:
CO2+C
2CO,试分析下列有关叙述中不正确的是( )
A.C在O2充足时燃烧,发生的反应主要是放热反应
B.煤燃烧时吹入的氧气越多炉火越旺
C.CO2+C
2CO这一反应属吸热反应
D.煤燃烧时,反应物总能量高于生成物总能量,所以放出热量
【解析】碳充分燃烧时反应为C+O2
CO2,该反应为放热反应,即反应物总能量大于生成物总能量,但是氧气过多,将带走一部分热量,所以O2要适量过量,而反应CO2+C
2CO为吸热反应,故选B。
【答案】B
9.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )
【解析】A项没有对比实验,错误;B项中催化剂不同,无法比较,错误;C项前者没有催化剂,后者有催化剂,无法比较,错误;D项中只有温度不同,其他条件都相同,方案可行。
【答案】D
10.下列说法中可以说明密闭容器中的反应:
P(g)+Q(g)
R(g)+S(g)在恒温下已达平衡状态的是( )
A.反应容器内压强不随时间变化而变化
B.P和S的生成速率相等
C.反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间变化而变化
【解析】在该反应中,反应前后的气体的总物质的量不变,反应无论是否达到化学平衡,反应容器内压强都不随时间变化而变化,总物质的量不随时间变化而变化,并且四种物质始终是共存的,正确答案为B。
【答案】B
11.已知反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)在反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1。
当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4mol·L-1,O2为0.2mol·L-1
B.SO2为0.25mol·L-1
C.SO3为0.4mol·L-1
D.SO2、SO3均为0.15mol·L-1
【解析】若SO2、O2完全反应,c(SO3)最高可达0.4mol·L-1;SO3完全分解,c(SO2)、c(O2)最高可达0.4mol·L-1、0.2mol·L-1。
但反应为可逆反应,不可能进行到底。
所以0.4mol·L-1>c(SO2)>0,0.2mol·L-1>c(O2)>0,0.4mol·L-1>c(SO3)>0。
D项表示平衡时反应物SO2和生成物SO3均减少,这是不可能的,违反了质量守恒定律。
【答案】B
12.用一定体积、一定浓度的盐酸跟过量的锌反应制取一定体积的氢气,为了提高化学反应速率而又不影响生成氢气的体积,下列措施中合理的是( )
A.加少量稀硫酸 B.加热
C.加蒸馏水D.加少量蓝矾
【解析】在Zn+2H+
Zn2++H2↑中HCl的量一定,Zn过量。
题中的规定是既要提高反应速率又不影响生成H2的体积。
A是增加H+,多生成了H2;B使HCl挥发而导致物质浪费并污染环境;C是降低了H+的浓度,降低了化学反应速率;D是通过Zn+Cu2+
Cu+Zn2+生成Cu,ZnCu在稀盐酸中构成以Zn为负极的原电池,加快了生成H2的化学反应速率。
【答案】D
13.燃料电池是目前电池研究的热点之一。
现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。
下列叙述不正确的是( )
A.a极是负极,该电池上发生氧化反应
B.b极反应是O2+4OH--4e-
2H2O
C.总反应方程式为2H2+O2
2H2O
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【解析】A项,a极通H2为负极,电极反应为2H2+4OH--4e-
4H2O,发生氧化反应;B项,b极通O2为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-
4OH-,B项不正确;C项,正负极电极反应式相加得总反应为2H2+O2
2H2O;D项,氢氧燃料电池的能量利用率高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源。
【答案】B
14.(2016·合肥高一检测)一定条件下,在体积为10L的固定容器中发生反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),反应过程如图:
下列说法正确的是( )
A.t1min时正逆反应速率相等
B.X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C.0min~8min,H2的平均反应速率v(H2)=0.75mol·L-1·min-1
D.10min~12min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25mol·L-1·min-1
【解析】t1min时,只是X和Y的物质的量相等,没有达到平衡状态,说明正逆反应速率不相等;根据图像,Y表示H2的物质的量随时间的变化关系,X表示NH3的物质的量随时间的变化关系,0min~8min,H2的平均反应速率v(H2)=0.01125mol·L-1·min-1,根据H2的变化量可计算出10min~12min时N2的平均反应速率v(N2)=0.0025mol·L-1·min-1。
【答案】B
15.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应为放热反应)是工业上制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是( )
A.2molSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要高
B.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
C.由于该反应是放热反应,所以降低温度会缩短反应达到化学平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率v=
【解析】一个确定的化学反应是吸热反应还是放热反应,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
如果反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应。
2molSO3的总能量比2molSO2和1molO2的总能量要低,选项A是错误的;加入催化剂会同时改变正、逆反应的化学反应速率,选项B是错误的;降低反应温度会使反应速率降低,将延长反应达到平衡的时间,选项C是错误的;根据化学反应速率的表示方法可判断出选项D是正确的。
【答案】D
16.控制适合的条件,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)。
下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,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】由反应2Fe3++2I-
2Fe2++I2可知,反应开始时甲中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。
【答案】D
二、非选择题(本题包括6小题,共52分)
17.(6分)某同学做如下实验,以检验反应中的能量变化。
(1)实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是________热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该________其生成物的总能量。
【解析】
(1)反应后(a)中温度升高,(b)中温度降低,说明(a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应。
(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+
2Al3++3H2↑。
(3)(b)中反应为吸热反应,根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量低于其生成物的总能量。
【答案】
(1)放 吸
(2)2Al+6H+
2Al3++3H2↑ (3)低于
18.(10分)
(1)把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片逐渐溶解,并有气体产生,再平行地插入一块铜片(如图甲所示),可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生,再用导线把锌片和铜片连接起来(如图乙所示),可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生。
(2)用导线连接灵敏电流表的两端后,再与溶液中的锌片和铜片相连(如图丙所示),观察到灵敏电流表的指针发生了偏转,说明导线中有电流通过。
从上述现象中可以归纳出构成原电池的一些条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
有关的电极反应式锌片:
_______________________________________________________;
铜片:
________________________________________________________________________。
(3)图乙、图丙是一个将________能转化为________能的装置,人们把它叫做________。
【解析】
(1)铜与稀硫酸不反应,故铜片上没有气泡产生。
而铜片与锌片用导线连接起来伸入到稀H2SO4中,构成原电池,其中铜片作正极,电极反应式:
2H++2e-H2↑,故铜片上有气泡产生。
(2)CuZn稀H2SO4构成的原电池中,Zn作负极:
Zn-2e-
Zn2+,铜作正极:
2H++2e-
H2↑;
构成原电池的条件是:
①有两个活泼性不同的金属作电极,②两电极插入电解质溶液中,并用导线相连形成回路。
(3)图乙、图丙是将化学能转化成电能的装置,即形成原电池装置。
【答案】
(1)没有 有
(2)两电极要插入电解质溶液,并用导线连接形成回路 Zn-2e-
Zn2+ 2H++2e-
H2↑
(3)化学 电 原电池
19.(10分)某研究性学习小组探究如下实验:
在常温下,取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片,分别加入盛有相同体积、H+浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中,发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快。
查阅相关资料后得知:
化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定,其次是外界因素的影响。
(1)写出以上反应的离子方程式_____________________________________________________。
(2)出现上述现象的原因可能:
假设①SO
对铝与H+的反应有抑制作用;假设②________________________________________________________________________。
(3)请设计实验对上述假设进行验证:
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(4)如果上述假设都成立,要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快,可以采取的措施有:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
【解析】
(1)金属与酸反应的实质是金属与溶液中的H+反应。
(2)本题的难点是如何提出问题。
稀硫酸中含有H+和SO
,稀盐酸中含有H+和Cl-。
依题意信息知,外形和组成均相同的铝与等浓度的酸反应,接触面积相同,H+浓度相同,反应在相同温度下进行,说明二者的温度、浓度、接触面积都相同,不同的是溶液中所含阴离子不同,联想催化剂对化学反应的影响,可能是阴离子对反应的影响不同。
(3)针对提出的猜想,设计实验方案。
设计方案可以从正反两个方面切入。
(4)改变条件加快反应,要从影响化学反应速率的因素切入:
温度、浓度、催化剂和固液反应接触面积。
【答案】
(1)2Al+6H+
2Al3++3H2↑
(2)Cl-对铝与H+的反应有促进作用 (3)①向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物,如果能加快反应速率,则假设②成立 ②向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐,如果反应速率减小,则假设①成立
(4)①加入可溶性氯化物 ②增加H+浓度 ③加热 ④将铝片换成铝丝
20.(6分)在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),反应放出热量。
反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示:
(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为________;反应平衡时c(H2)=________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。
①CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
【解析】
(1)由图可知10min时反应达到平衡,所以v(CO)=
=
=0.003mol·L-1·min-1,反应时转化的浓度之比=化学方程式中化学计量数之比,所以Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03mol·L-1。
(2)达到平衡的标志是各物质的物质的量分数保持一定,浓度不变,正、逆反应速率相等且不为零。
CO减小的化学反应速率是正反应速率,CO2减小的化学反应速率是逆反应速率,所以选①③。
【答案】
(1)0.003mol·L-1·min-1 0.03mol·L-1
(2)①③
21.(10分)某可逆反应在0~2分钟进行过程中,在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
则该反应的反应物是________,生成物是________,化学方程式为______________________;反应开始至2分钟时,能否用C表示反应速率?
若能,其反应速率为________,若不能,则其原因为______________________;2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了________状态。
【解析】据图,A、B的量在减小,C的量在增加,所以A、B是反应物,C是生成物;A、B减少的物质的量与C生成的物质的量之比为2∶1∶2,所以化学方程式为:
2A+B
2C。
【答案】A、B C 2A+B
2C 不能 无体积,无法求出浓度变化值 平衡
22.(10分)氢气是未来最理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术:
2H2O
2H2↑+O2↑。
制得的氢气可用于燃料电池。
试回答下列问题:
(1)分解海水时,二氧化钛作________。
生成的氢气用于燃料电池时,实现________能转变为________能。
水分解时,断裂的化学键为________键。
分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)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-
2H2O;B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】
(1)海水分解时TiO2作催化剂,加快水的分解,在氢氧燃料电池中,化学能转变为电能。
水分解时断裂O—H键,该反应为吸热反应。
(2)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】
(1)催化剂 化学 电 氢氧 吸热
(2)负 流出
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