第二学期人教版高中化学必修二第二章 化学反应与能量单元测试题含答案及详细解析.docx
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第二学期人教版高中化学必修二第二章化学反应与能量单元测试题含答案及详细解析
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2019-2020年第二学期人教版高中化学必修二第二章化学反应与能量单元测试题
本试卷共100分,考试时间90分钟。
一、单选题(共15小题,每小题3.0分,共45分)
1.可逆反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),达到限度后,欲提高一氧化碳的转化率,可以采取的措施为( )
A.使用催化剂
B.增大压强
C.增大一氧化碳的浓度
D.增大水蒸气的浓度
2.下列说法中正确的是( )
A.同一化学反应的反应物用量不同,其能量变化相同
B.化合反应都是放出能量,分解反应都是吸收能量
C.放出能量越多的反应,通常生成物越不稳
D.物质包含的化学能越大,该物质越不稳定
3.LED产品的使用为城市增添色彩。
下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。
下列有关叙述正确的是( )
A.a处通入氧气,b处通入氢气
B.通入H2的电极发生反应:
H2-2e-===2H+
C.通入O2的电极为电池的正极
D.该装置将化学能最终转化为电能
4.下列说法正确的是( )
A.一定条件下,增加反应物的量,必定加快反应速率
B.升高温度正反应速率和逆反应速率都增大
C.可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等
D.使用催化剂一定会加快反应速率
5.据报道,锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。
其电池反应为2Zn+O2===2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气。
则下列叙述正确的是( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.正极发生氧化反应
D.电解液为强酸
6.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
7.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:
2A(g)+B(s)
C(g)+D(g),下列描述中能表现反应已达到平衡状态的个数为( )
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C(g)的物质的量浓度不变 ⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1 ⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零 ⑧单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA
A.4
B.5
C.6
D.7
8.下列变化过程,属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
③Al与Fe3O4高温下反应
④固体NaOH溶于水
⑤H2在Cl2中燃烧
⑥食物腐败
A.②⑤⑥
B.②③④
C.③④⑤
D.③⑤⑥
9.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为
CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。
下列说法正确的是( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4mol电子移动,则在标准状况下消耗4.48L氧气
C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O
D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
10.下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.化学反应速率通常用生成或消耗某物质的质量的多少来表示
C.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比
D.化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1
11.可逆反应X2+3Y2
2Z2在反应过程中,反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.t1时,只有正方向反应
B.t2时,反应未达到限度
C.t2~t3,正、逆反应速率相等
D.t2~t3,各物质的浓度相等
12.下列说法不正确的是( )
A.化石燃料在一定条件下才能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的一氧化碳、二氧化硫等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更低
13.下列变化中,一定不存在化学能与热能相互转化的是( )
A.木柴燃烧
B.白磷自燃
C.燃放爆竹
D.干冰升华
14.下列有关原电池的说法正确的是( )
A.将生铁投入稀盐酸中不能形成原电池
B.镀锌铁放入稀硫酸中后,铁作负极
C.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中,Mg较活泼作负极
D.铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中,铜作负极
15.一定条件下,发生可逆反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中,不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是( )
A.NH3的消耗速率等于NO的生成速率
B.NH3的消耗速率等于NO的消耗速率
C.NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变
D.密闭容器内的压强不发生改变
二、非选择题(共4小题,共55分)
16.一种镁-空气电池装置如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。
(1)负极电极反应式________________,正极电极反应式________________。
(2)电子移动的方向是由________经外电路到________。
(填“a”或“b”)
(3)电池总反应式为__________________________________________________________。
17.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。
使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。
请认真观察下图,然后回答下列问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1molH—H键、1molI—I键、1molH—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。
则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。
在化学反应过程中,是将________转化为________。
(3)下列反应中,属于放热反应的是________(填序号,下同),属于吸热反应的是________。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
18.某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为________________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
(4)在密闭容器里,通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是________(填序号)。
①降低温度 ②加入催化剂 ③增大容器体积
19.
(1)锂空气电池比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力,是传统锂离子电池容量的10倍,其工作原理示意图如下。
放电时,b电极为电源的________极,电极反应式为________________________,充电时,a电极应与外接电源________极相连。
(2)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可发生反应4CO(g)+2NO2(g)
4CO2(g)+N2(g),一定温度下,向容积固定的2L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①0~10min内该反应的平均速率v(CO)=________,从11min起其他条件不变,压缩容器的容积变为1L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。
②恒温恒容条件下,不能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填序号)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.容器内混合气体密度保持不变
答案解析
1.【答案】D
【解析】使用催化剂只能改变其化学反应速率,不能改变化学反应限度,不能提高一氧化碳的转化率;该反应前后气体的物质的量不变,增大压强能同等程度增大正反应速率和逆反应速率,对平衡无影响,不能提高一氧化碳的转化率;增大某一反应物的浓度,该反应物的转化率降低,另一种反应物的转化率提高。
2.【答案】D
【解析】物质具有的能量越小,断开其中的化学键需要的能量越大,该物质越稳定;
物质具有的能量越大,断开其中的化学键需要的能量越小,该物质越不稳定。
3.【答案】C
【解析】A项,由电子流向可知a为负极,b为正极,负极上发生氧化反应,通入的是氢气,正极上发生还原反应,通入的是氧气,故错误;B项,a为负极,通入氢气,电解质溶液为碱性,因此发生的电极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,故错误;C项,氧气得电子,因此通入氧气的电极为电池的正极,故正确;D项,该装置的能量转换是化学能―→电能―→光能,故错误。
4.【答案】B
【解析】改变固体(或液体)反应物的质量,对其化学反应速率无影响;升高温度正反应速率和逆反应速率都增大;可逆反应是在相同条件下,同时向正反应和逆反应方向进行的化学反应,二者的反应速率不一定相等;如果使用的是负催化剂,可使化学反应速率减小。
5.【答案】B
【解析】Zn与O2反应的电子转移情况为
,所以Zn作负极,负极发生氧化反应:
Zn-2e-===Zn2+。
O2是正极反应物,发生还原反应。
若电解液是强酸,电池的化学反应不是2Zn+O2===2ZnO,而是Zn+2H+===Zn2++H2↑。
6.【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。
7.【答案】C
【解析】⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变,但不一定等于2∶1∶1,A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1时,反应不一定达到平衡状态;⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零,没有指明是正反应速率还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧,共6个,答案选C。
8.【答案】D
【解析】①、④不是化学反应,②是吸热反应。
9.【答案】C
【解析】电解质溶液中阳离子应向正极移动,A项错误;酸性溶液中,正极电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,D项错误;结合正极反应式,转移0.4mol电子时,消耗O20.1mol,其在标准状况下的体积为2.24L,B项错误;C项符合题目要求,正确。
10.【答案】B
【解析】化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量,通常用单位时间内生成或消耗某物质的物质的量浓度的变化来表示,常用的单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1,在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
11.【答案】C
【解析】由图可知,在t1时可逆反应未达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率;t1~t2正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大;t2时刻反应达到平衡状态(反应达到限度),正反应速率与逆反应速率相等,t2~t3为平衡状态,反应并没有停止,v正=v逆,各物质的浓度不再发生变化,但不一定相等。
12.【答案】D
【解析】化石燃料直接燃烧不充分,燃烧效率低,并能产生污染环境的一氧化碳、二氧化硫等有害气体;将化石燃料(如煤)进行深加工后,使其变为气体燃料,既能减少二氧化硫的排放,又能提高其燃烧效率。
13.【答案】D
【解析】燃烧(包括自燃)、爆炸均属化学变化,而升华仅属物质状态的改变,属物理变化。
14.【答案】D
【解析】生铁是铁和碳的合金,能形成原电池,A错;锌的活动性比铁强,锌作负极,B错;金属镁不能与NaOH溶液反应,而铝能与NaOH溶液反应,故铝作负极,C错;铝在浓硝酸中能钝化,铜在常温下就能与浓硝酸反应,故铜作负极,D正确。
15.【答案】A
【解析】当v正=v逆时,为平衡状态,A项叙述均表示正反应速率,且反应过程中二者恒相等,故不能判断可逆反应达到平衡状态;B项叙述前者表示正反应速率,后者表示逆反应速率,当二者相等时,可逆反应达到平衡状态;该反应为气体体积增大的反应,在反应过程中体系压强增大,当压强不再改变时,则达到平衡状态。
16.【答案】
(1)Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2
O2+4e-+2H2O===4OH-
(2)a b (3)2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2
【解析】
(1)Mg是强还原剂,易失电子,作负极,失电子变为Mg2+,而Mg2+与OH-不共存,因而电极反应为Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2;活性炭为正极,吸附在活性炭中的氧气得电子变为O2-,O2-与H2O不共存,生成OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-。
(3)两极反应式相加即可得电池总反应式。
17.【答案】
(1)放热
(2)放出 11 化学能 热能
(3)①②③⑤⑦ ④⑥
【解析】
(1)由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应为放热反应。
(2)H2(g)+I2(g)===2HI(g),断裂1molH—H键和1molI—I键需要吸收436kJ+151kJ=587kJ热量,生成2molHI放出2×299kJ=598kJ热量,所以1mol氢气和1mol碘反应生成HI放出11kJ的热量;在化学反应过程中,将化学能转化为热能。
(3)应熟悉常见的吸热反应和放热反应:
中和反应、燃料的燃烧、有氧参与的氧化还原反应、多数化合反应等属于放热反应;多数分解反应(H2O2分解除外)、二氧化碳通过炽热的碳、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应等属于吸热反应。
18.【答案】
(1)2A+B
2C
(2)0.1mol·L-1·min-1 (3)b (4)①③
【解析】
(1)从图像分析,在相同时间内,A减少了2mol,B减少了1mol,C增加了2mol,所以该反应的化学方程式为2A+B
2C。
(2)2min内B减少了1mol,所以v(B)=
=0.1mol·L-1·min-1。
(3)a.没有说明正、逆反应方向,不能说明反应已达平衡;b.压强不变说明反应达到平衡状态;c.反应达到平衡状态时,A的逆反应速率应该是B的正反应速率的2倍,表示为v逆(A)=2v正(B),所以错误;d.容器内的密度始终不变。
(4)①降温,反应速率减小;②加入催化剂,反应速率增大;③增大容器的体积,物质的浓度减小,反应速率减小,所以选①③。
19.【答案】
(1)正 O2+2H2O+4e-===4OH- 负
(2)①0.03mol·L-1·min-1 d ②C
【解析】
(1)电池放电时属于原电池,电极a为Li电极,为负极,发生氧化反应,b为正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;电池充电时,相当于原电池的逆过程,a应该与外接电源的负极相连。
(2)①v(CO)=v(NO2)=2×
=0.03mol·L-1·min-1,从11min起其他条件不变,压缩容器的体积为1L,压强增大,在这一瞬间NO2的物质的量不变,在新的条件下建立平衡,建立新平衡的过程中,NO2的物质的量减小,则曲线d符合n(NO2)的变化。
②容器内混合气体颜色不再变化,说明二氧化氮的浓度不变,即反应达到平衡状态,A项正确;因反应前后的气体分子数不一样,所以容器内的压强保持不变,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B项正确;容器内混合气体密度始终保持不变,C项错误。
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