专题6 化学反应与能量变化 过关检测-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题6　过关检测 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有1个选项符合题意) 1．有专家指出，如果燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等能 利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在 此构想的物质循环中太阳能最终转化为(　　) A．化学能 B．热能 C．生物质能 D．电能 时间：75分钟　　　　满分：100分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 2．下列说法正确的是(　　) A．化学键的变化必然会引起能量变化，所以能量变化也一定会引起化学变化 B．所有化学变化的能量都可以通过原电池转化为电能 C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒 D．化学变化一定会引起物质种类的变化，所以反应体系内物质种类变化一定是发生化学变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3 3．某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线、玻璃片等制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．铜片上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ B．锌片为电池的负极 C．外电路中电子由铜片经导线流向锌片 D．该电池工作时将电能直接转化为化学能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4 4．下列变化符合图示的是(　　) ①冰雪融化　②碳酸钙分解制二氧化碳　③铝与盐酸反应 ④过氧化钠与水反应　⑤硝酸铵溶于水　⑥Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl 反应 A．②⑥ B．②⑤⑥ C．②③ D．③④ 解析　题图中所示反应是吸热反应。①冰雪融化是吸热过程，是物理变化；②碳酸钙分解制二氧化碳是吸热反应；③铝与盐酸的反应是放热反应；④过氧化钠与水反应是放热反应；⑤硝酸铵溶于水是吸热过程，是物理变化；⑥Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应是吸热反应，故A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 5．某反应分两步进行：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A．三种化合物的稳定性：B<A<C B．A→B反应ΔH＝E1－E2 C．A→B是吸热反应，B→C是放热反应 D．A→C反应ΔH＝E4＋E2－E3－E1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6 解析　由题图可知三种物质的能量：B>A>C，物质能量越高越不稳定，因此稳定性：B<A<C，故A正确；A到B的反应过程中能量升高，为吸热反应，ΔH＝E1－E2，故B正确；由题图可知A到B能量升高，为吸热反应，B到C能量降低，为放热反应，故C正确；A→C反应ΔH＝E1＋E3－E2－E4，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 6．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。2 min时测得此时容器中C和D的浓度分别为0．2 mol·L－1和0．4 mol·L－1。下列叙述正确的是(　　) A．x＝2 B．2 min时，B的浓度为0．4 mol·L－1 C．0～2 min内B的反应速率为0．2 mol·L－1·min－1 D．0～2 min内A的物质的量减少1．2 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 7．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．该反应每生成2分子AB吸收(a－b) kJ能量 B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 C．该反应需要加热才能发生 D．每断开2 mol A—B键，吸收b kJ的能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 解析　由题图可知，该反应每生成2 mol AB吸收(a－b) kJ能量，故A错误；反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，故B错误；该反应为吸热反应，与反应条件无关，可能不需加热也能发生，故C错误；断开化学键吸收能量，每断开2 mol A—B键，吸收b kJ的能量，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12 9．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　) A．正极的电极反应为Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3 B．电池工作时，电流由铂电极沿导线流向铝电极 C．以网状的铂为正极，可增大其与氧气的接触面积 D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 解析　根据电池总反应可知，铝板作负极，电极反应式为Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3，铂网作正极，氧气在正极上发生反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 10．一定条件下，通过反应SO2＋2CO2X＋Y可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是固体单质，其余均为气体。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时刻时SO2和CO的浓度如表所示。下列说法错误的是(　　) A．X的化学式为CO2 B．0～1 s内，v(X) ＝1．00 mol·L－1·s－1 C．该回收原理利用了SO2的还原性 D．该温度下，5 min时，c(CO)＝2．40 mol·L－1 时间/s 0 1 2 3 4 c(SO2)/(mol·L－1) 1．00 0．50 0．23 0．20 0．20 c(CO)/(mol·L－1) 4．00 3．00 2．46 2．40 2．40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 时间/s 0 1 2 3 4 c(SO2)/(mol·L－1) 1．00 0．50 0．23 0．20 0．20 c(CO)/(mol·L－1) 4．00 3．00 2．46 2．40 2．40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 11．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水(显弱酸性)为电解质溶液，如图所示。该电池工作时，下列说法 正确的是(　　) A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 解析　根据题意可知Mg电极是该电池的负极，A错误。H2O2在正极发生还原反应，B错误。石墨电极的电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由于消耗了H＋，生成了H2O，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确。在原电池中，阴离子向负极移动，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 12．在2 L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应：2X(g)Y(g)(正反应放热)，X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形)，下列叙述正确的是(　　) A．虚线表示未使用催化剂的情形 B．b、c两点表明反应在相应条件下达到了最大限度 C．反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时 放出的热量 D．反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)＝0．01 mol·L－1·min－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 13．一定温度下，向10 mL 0．40 mol/L的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化)，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示： 资料显示，反应分两步进行： ①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑ ②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋ t/min 0 2 4 6 V(O2)/mL 0 9．9 17．5 22．4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 反应过程中能量变化如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．Fe2＋的作用是增大过氧化氢的分解速率 B．反应①、②均是放热反应 C．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)是吸热反应 D．0～6 min内的平均反应速率v(H2O2)＝3．33×10－2 mol/(L·min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 解析　Fe3＋作催化剂，增大过氧化氢的分解速率，Fe2＋是中间产物，A错误；根据题图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，B错误；根据题图可知，反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 14．一种直接铁燃料电池(电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Fe极作正极 B．KOH溶液为电池的电解质溶液 C．电子由多孔碳极沿导线流向Fe极 D．5．6 g Fe参与反应时，导线中流过1．204×1023个电子 解析　铁燃料电池中铁失去电子，发生氧化反应，作负极，A错误；KOH溶液为电解质溶液，B正确；电子由负极(Fe极)沿导线流向正极(多孔碳极)，C错误；根据电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol e－，故5．6 g Fe参与反应时，导线中流过约1．605×1023个电子，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15．(13分)将20 g Ba(OH)2·8H2O与10 g NH4Cl混合在一起放入小烧杯中，将烧杯放在滴有3～4滴水的玻璃片上，用玻璃棒迅速搅拌。 (1)实验中玻璃棒的作用是________________________________。 (2)写出有关反应的化学方程式：______________________________________ __________。 搅拌，使混合物充分接触并反应 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 23 (3)实验中观察到的现象有___________________________________，能闻到刺激性气味，反应混合物成糊状。 (4)实验中的现象说明该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。用NaOH溶液检验铵根离子时，反应一般需要加热，而该反应在常温下能够发生，原因是__________________________________。 玻璃片上的水结冰而与小烧杯粘在一起 吸热 反应能吸收外部环境(空气)中的热量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 16．(15分)某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 试根据表中的实验现象回答下列问题： (1)实验1、2中Al所作的电极__________(填“相同”或“不相同”)。 (2)对实验3完成下列填空： ①铝为____极，电极反应式：____________________。 ②石墨为____极，电极反应式：__________________。 ③电池总反应方程式：____________________________。 不相同 负 2Al－6e－===2Al3＋ 正 6H＋＋6e－===3H2↑ 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 (3)实验4中铝作_____，理由是_______________________________________ __________________________________。 写出铝电极的电极反应式：_______________________________。 (4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因： _________________________________________________________________________________________________________________。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：___________________________________________。 负极 铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应 铝在浓硝酸中钝化，锌在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流表指针偏向铝 另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 27 0.1 mol·L－1·s－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 28 ③下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是________(填字母)。 A．vB(消耗)＝vC(生成) B．容器内气体的总压强保持不变 C．容器内气体的密度不变 D．vA∶vB∶vC＝3∶1∶2 E．容器内气体C的物质的量分数保持不变 BE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 29 (2)①锌电池有望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应方程式是2Zn＋O2===2ZnO。则该电池的负极材料是________。 ②瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨－液氧燃料电池的示意图如右图所示，该燃料电池工作时，电池的总反应方程式为________________________；负极的电极反应式为_______________________________。 锌(或Zn) 4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 30 解析　(1)③vB(消耗)＝vC(生成)，正、逆反应速率不相等，A错误；容器内气体的总压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B正确；容器内气体的密度始终不变，C错误；只要反应发生，始终有vA∶vB∶vC＝3∶1∶2，D错误；容器内气体C的物质的量分数保持不变，说明各组分的物质的量不变，反应达到平衡状态，E正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 小于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 32 (2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。 ①用N2表示的化学反应速率为_____________________。 ②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是____(填字母)。 a．N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2 b．体系内气体的密度保持不变 c．体系内物质的平均相对分子质量保持不变 0．25 mol·L－1·min－1 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 33 (3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： ①则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为______________________________。 ②若线路中转移2 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。 正极 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 11.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34 解析　(2)②N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度保持不变，无法说明反应达到平衡状态；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，若物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态。 (3)②原电池中正极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O，当转移2 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0．5 mol，标准状况下的体积为0．5 mol×22．4 L·mol－1＝11．2 L。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 35 　　　　　　　　　　　　　 R 解析　2 min时测得此时容器中C和D的浓度分别为0．2 mol·L－1和0．4 mol· L－1，根据浓度的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知x＝1，A错误；根据方程式可知，2 min内B的浓度变化量为0．2 mol·L－1，则2 min时，B的浓度为eq \f(1 mol,2 L)－0．2 mol·L－1＝0．3 mol·L－1，B错误；0～2 min内B的反应速率为0．2 mol· L－1÷2 min＝0．1 mol·L－1·min－1，C错误。 8．一定温度下，可逆反应3X(g)＋Y(g)2Z(g)达到化学平衡状态的标志是(　　) A．单位时间内每生成3n mol X，消耗n mol Y B．X的生成速率与Y的生成速率相等 C．X、Y、Z的浓度相等 D．X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2  解析　该反应可实现燃煤烟气中硫的回收，所以Y单质是硫，根据原子守恒可知X的化学式为CO2，A正确；0～1 s内，v(CO)＝eq \f(（4.00－3.00） mol·L－1,1 s)＝1．00 mol·L－1·s－1，v(X)＝v(CO)＝1．00 mol·L－1·s－1，B正确；在该反应中，S元素的化合价降低，SO2作氧化剂，利用的是SO2的氧化性，C错误；由表中数据可知，5 min时该反应处于平衡状态，平衡时各物质的浓度不变，D正确。  解析　催化剂可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，故虚线表示使用催化剂的情形，A错误；根据题图可知，a点n(X)大于b点n(X)，说明a点消耗的X比b点少，所以反应进行到a点时放出的热量少于反应进行到b点时放出的热量，C错误；反应从开始到a点，X的物质的量减少0．1 mol，根据化学方程式可知，Y的物质的量增加0．05 mol，则平均反应速率可表示为v(Y)＝eq \f(0.05 mol,2 L×5 min)＝0．005 mol·L－1·min－1，D错误。 Al－3e－＋4OH－===AlOeq \o\al(－,2)＋2H2O 17．(15分)(1)已知在2 L的密闭容器中进行如下可逆反应，各物质的有关数据如下： aA(g)＋bB(g)2C(g) 起始物质的量浓度/(mol·L－1)： 1．5 1 0 2 s时物质的量浓度/(mol·L－1)： 0．9 0．8 0．4 请回答下列问题： ①该可逆反应的化学方程式可表示为________________________。 ②用物质B来表示0～2 s的平均反应速率为_______________。 3A(g)＋B(g)2C(g) 18．(15分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率，请回答下列问题。 (1)工业合成氨反应N2＋3H22NH3是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。 $$