第六章 化学反应与能量 单元素养测评卷(六) 测评卷 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

单元素养测评卷(六) 第六章　化学反应与能量 　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷52分,第Ⅱ卷48分,共100分。 第Ⅰ卷　(选择题　共52分) 一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.能量通常包括热能、电能、光能、机械能、化学能等,下列有关能量转化关系的判断错误的是(　　)　　　　　　　 A.甲烷燃烧:化学能转化为热能和光能 B.植物进行光合作用:太阳能转化为化学能 C.二次电池放电:电能转化为化学能 D.风力发电:风能转化为机械能,机械能转化为电能 2.[2024·安徽皖中名校期中] 将下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是(　　) A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液 B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液 C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液 D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液 3.一定条件下,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2 min时测得剩余1 mol N2,下列化学反应速率不正确的是(　　) A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1 4.[2024·湖南张家界期末] 一定温度下,将足量的Cu(NO3)2固体置于恒容密闭容器中,发生反应2Cu(NO3)2(s)2CuO(s)+4NO2(g)+O2(g)(不考虑NO2转化为N2O4),下列不能判断该反应达到平衡状态的是(　　) A.气体的颜色不再改变 B.有a mol O2消耗,同时有4a mol NO2生成 C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.固体混合物中铜元素的质量分数不再变化 5.[2024·贵州毕节期末] 现向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3,经过5 s的时间,H2减少了1.2 mol,下列说法错误的是(　　) A.使用催化剂,N2和H2就能全部转化为NH3 B.0~5 s内,用NH3表示的化学反应速率为0.16 mol·L-1·s-1 C.恒温恒容下,充入惰性气体,生成NH3的速率不变 D.当N2的浓度不再改变时,反应达到平衡状态 6.[2024·江苏常州期末] 利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示: 下列说法错误的是(　　) A.过程中实现了光能转化为化学能 B.氢能资源丰富,属于可再生能源 C.过程Ⅰ吸收能量,过程Ⅱ释放能量 D.2H2O2H2↑+O2↑反应的能量变化如图所示 7.将久置在空气中的锌粒投入稀硫酸中,测得锌粒和硫酸反应产生氢气的速率v(H2)与反应时间t的关系曲线如图所示。下列推论不正确的是(　　) A.Oa段由于是锌粒表面的氧化物与酸的反应,所以未产生气体 B.bc段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高 C.c时刻反应生成的H2的量最多 D.c时刻之后产生氢气的速率减小的主要原因是溶液中c(H+)减小 8.[2024·浙江杭州西湖中学期中] 微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖),同时处理含Cu2+废水,装置如图所示,下列说法正确的是(　　) A.N极为电池的正极,发生氧化反应 B.温度越高,反应速率越快,电池工作效率越高 C.原电池中电子的移动方向是M→导线→N→电解质溶液→M,阴离子移向M极 D.N极的电极反应式:Cu2++2e-Cu 9.[2024·湖南南雅中学月考] 科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ能量,断裂1 mol N≡N吸收946 kJ能量,下列说法正确的是(　　) A.N4属于一种新型的化合物 B.N4(g)4N(g)的过程中吸收772 kJ能量 C.1 mol N4(g)转化为N2(g)时要放出734 kJ能量 D.N4和N2互为同素异形体,N4转化为N2属于物理变化 10.[2024·江西宜春期末] 某2 L恒容密闭容器中发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610 K时,充入0.1 mol CO2与0.4 mol H2S,2 min后反应达到平衡状态,平衡后水蒸气的物质的量分数为0.02。下列叙述正确的是(　　) A.H2S的平衡转化率为2.5% B.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变可判断反应已达到平衡状态 C.向该密闭容器中充入稀有气体Ne,体系总压强变大,反应速率加快 D.0~2 min内v(CO2)=0.025 mol∙L-1∙min-1 11.下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验方案 A 　探究化学反应的限度 　取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,充分反应,可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应 B 　比较Mg与Al的金属活泼性 　常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池 C 　探究催化剂对反应速率的影响 　相同条件下,A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液 D 　探究浓度对化学反应速率的影响 　常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铁片先溶解完 12.[2024·福建厦门月考] 对水样中M的分解速率的影响因素进行研究,每次取2 L水样进行实验,在相同温度下,M的物质的量[n(M)]随时间(t)变化的有关实验数据如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.由③④得,水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率 B.由②③得,反应物初始浓度越大,M的分解速率越快 C.由①②得,水样的pH越小,M的分解速率越快 D.在0~20 min内,②中M的平均分解速率为0.007 5 mol·L-1·min-1 13.[2024·辽宁协作体联考] 我国科学家设计的“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给,又有利于海洋环境污染治理,其中微生物代谢产物显酸性,电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.A电极为正极 B.质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C.负极的电极反应式为CH2O+H2O-4e-CO2+4H+ D.高温下微生物蛋白质变性失活,故升温不一定能提高电池的效率 第Ⅱ卷　(非选择题　共48分) 二、非选择题(本大题有3小题,共48分) 14.(16分)Ⅰ.在25 ℃、101 kPa的条件下,已知部分化学键的断裂涉及能量变化如图所示,请回答下列有关问题: (1)对于反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),经实验测得每生成2 mol HCl(g)时,反应过程中放出183 kJ的热量,则断开1 mol H—Cl所需的能量是　　　　kJ。  (2)有两个反应:a.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),b.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应中,相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时,放出的能量　　　　(填“相等”或“不相等”)。  Ⅱ.如图为原电池装置示意图,设NA为阿伏伽德罗常数的值。 (3)若A为锌片,B为石墨棒,电解质溶液为稀硫酸,写出正极的电极反应式:　 ,反应过程中溶液的酸性　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。一段时间后,当在电池中放出3.36 L(标准状况)气体时,理论上电路中有　　　　个电子通过了导线。  (4)若电池的总反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,负极材料是　　　　(填名称),负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。  (5)若A为镁片,B为铝片,电解质溶液为NaOH溶液,则铝片为　　　(填“正”或“负”)极。  15.(16分)[2024·辽宁锦州期末] 常见的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等。 (1)在一定条件下,氮气与氧气反应生成1 mol NO气体,吸收90 kJ的能量。则1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)2 mol NO(g)的能量。  (2)在2 L恒容密闭容器内,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),体系中n(NO)随时间变化如下表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①0~2 s内该反应的平均速率v(NO)=　 。  ②下列措施能够使该反应速率加快的是　　　　。  a.降低温度　　 　b.使用催化剂　　 　c.减小压强 ③若上述反应在恒容的密闭容器中进行,下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是　　 。  a.混合气体的颜色保持不变 b.c(NO)∶c(O2)=2∶1 c.每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2 (3)如图为原电池装置示意图,工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。 ①写出正极的电极反应式:　 。  ②该电池在工作时,负极的质量将　　　　(填“增加”“减小”或“不变”),若该电池反应消耗0.1 mol H2SO4,则转移电子的数目为　　　　(设NA表示阿伏伽德罗常数的值)。  16.(16分)[2024·陕西西安航天中学月考] Ⅰ.在一定温度下,4 L刚性密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示(该反应仅涉及M、N)。 (1)比较t2时刻,正逆反应速率大小:v正　　　　(填“>”“=”或“<”)v逆。  (2)若t2=2,反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为　　　　　　　　　。  (3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为　　　　。  (4)写出反应的化学方程式:　 。  (5)如果升高温度,则v逆　 (填“增大”“减小”或“不变”)。  Ⅱ.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示: 序号 纯锌粉/g 2.0 mol·L-1硫酸溶液/mL 温度/℃ 硫酸铜固体/g 加入蒸馏水/mL Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0 Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0 Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0 Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0 (6)①本实验待测数据可以是　 , 实验Ⅰ和Ⅱ可以探究　　　　对锌与稀硫酸反应速率的影响。  ②实验Ⅲ和Ⅳ的目的是　 。  (7)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表: 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 a 4.0 4.0 2.0 表中a=　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 单元素养测评卷(六) 1.C　[解析] 甲烷在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热,所以该过程中除了将化学能转化为热能,还有一部分化学能转化为光能,A正确;光合作用是植物把接收到的光能转化为化学能储存起来,B正确;二次电池放电,将化学能转化为电能,C错误;风力发电主要是将风能转化为风轮的机械能,再通过发电机转化为电能,D正确。 2.B　[解析] 温度越高,反应速率越快;浓度越大,反应速率越快。A项,10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液与盐酸混合稀释后,X的浓度为1.2 mol·L-1;B项,20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液与盐酸混合稀释后,X的浓度为1.2 mol·L-1;C项,20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液与盐酸混合稀释后,X的浓度为0.8 mol·L-1;D项,10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液与盐酸混合稀释后,X的浓度为0.4 mol·L-1。对比四个选项可知,A、B项中X的浓度相同且最大,但B的温度高,则反应最快,B正确。 3.C　[解析] v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1。因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,故v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1, v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1。 4.C　[解析] 该反应体系中的NO2为红棕色,当气体颜色不再改变时,说明NO2的浓度不再发生改变,可作为平衡判断依据,A正确;有a mol O2消耗,同时有4a mol NO2生成,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态,B正确;由于生成物中的NO2和O2始终满足物质的量之比为4∶1,故该体系中的平均相对分子质量不是变量,不能作为平衡判断依据,C错误;根据元素守恒,Cu元素的质量恒定不变,反应体系中有气体生成,固体的总质量在发生变化,当Cu元素的质量分数不再改变时,说明固体的总质量不再发生改变,反应达到平衡状态,D正确。 5.A　[解析] 该反应为可逆反应,反应物不可能全部转化为生成物,A错误;0~5 s内,H2减少了1.2 mol,则生成NH3的物质的量为0.8 mol,用NH3表示的化学反应速率为=0.16 mol·L-1·s-1,B正确;恒温恒容下,充入惰性气体,参与反应物质的浓度不变,生成NH3的速率不变,C正确;当N2的浓度不再改变时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确。 6.D　[解析] 水分解成氢气和氧气需吸收能量,则用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水过程中实现了光能转化为化学能,A正确;水资源丰富,通过水分解产生氢气和氧气、氢气和氧气生成水时释放能量,则氢能资源丰富,属于可再生能源,B正确;过程Ⅰ为化学键断裂、吸收能量,过程Ⅱ为化学键形成、释放能量,C正确;反应2H2O2H2↑+O2↑吸收能量,题图所示代表反应中放出能量,D错误。 7.C　[解析] 久置在空气中的锌粒,表面有氧化物,开始时锌粒表面的氧化物与硫酸反应,不产生气体,A项正确;锌与硫酸的反应为放热反应,反应放热使溶液的温度升高,反应速率增大,同时随反应进行,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,所以bc段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高,B项正确;题图是反应产生氢气的速率v(H2)与反应时间t的关系曲线,c时刻产生H2的速率最快,不是产生H2的量最多,C项错误;随着反应的进行,溶液中H+浓度减小,反应速率逐渐减小,所以c时刻后反应速率减小的主要原因是溶液中H+浓度减小,D项正确。 8.D　[解析] 该装置为微生物燃料电池,根据题意可知,葡萄糖所在极发生氧化反应,则M为负极,N为正极。根据上述分析,M为负极,发生氧化反应,N为正极,发生还原反应,故A错误;该电池为微生物燃料电池,温度升高到一定程度,会使蛋白质变质,导致电池不能工作,即该电池不能在高温下使用,故B错误;根据原电池工作原理,电子从M极流出,经导线,流向N极,电解质溶液内部没有电子的移动,只有阴阳离子的移动,故C错误;N极为正极,根据题中信息,Cu2+在正极上得电子,转化成Cu,其电极反应式为Cu2++2e-Cu,故D正确。 9.C　[解析] N4中只含有一种元素,因此该物质属于单质,A错误;N4(g)4N(g)断裂化学键吸收能量,则断开1 mol N4(g)中化学键的过程中吸收的能量为6×193 kJ=1158 kJ,B错误;N4(g)2N2(g),断开1 mol N4(g)中化学键吸收的能量为1158 kJ,形成2 mol N2(g)中化学键释放的能量为2×946 kJ=1892 kJ,故1 mol N4(g)转化为N2(g)时会放出734 kJ能量,C正确;N4和N2是N元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,由于N4、N2是两种不同的物质,因此N4转化为N2属于化学变化,D错误。 10.A　[解析] 设2 min后达到平衡时H2S转化的物质的量为x mol,则有 则有=0.02,解得x=0.01,则H2S的平衡转化率为×100%=2.5%,A正确;该反应前后气体分子数不变,气体总质量不变,恒容密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,不可作为判断反应已达到平衡状态的依据,B错误;恒容密闭容器中充入稀有气体Ne,体系总压强变大,但反应体系中各组分气体的浓度不变,反应速率不变,C错误;0~2 min内H2S转化的物质的量为0.01 mol,则v(CO2)=v(H2S)==0.002 5 mol·L-1·min-1,D错误。 11.C　[解析] 取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,KI过量,所以溶液中既含I2又含I-,不能确定该反应是可逆反应,故A不符合题意;常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池,Al和NaOH溶液发生氧化还原反应而作负极,Mg和NaOH溶液不反应而作正极,所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活泼性,故B不符合题意;相同条件下,向B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,根据产生气泡的快慢程度可以判断催化剂对反应速率的影响,故C符合题意;常温下,相同的铁片中分别加入足量的浓、稀硝酸,铁片在浓硝酸中发生钝化,不能先溶解完,故D不符合题意。 12.B　[解析] 由图像可以看出,pH=4时,④水样中添加Cu2+,③中未加Cu2+,④中M的分解速率大于③,所以水样中添加Cu2+能加快M的分解速率,A正确;由图像可以看出②和③的pH不同,反应物初始浓度也不同,有两个变量,无法得出反应物初始浓度与M的分解速率的关系,B错误;由图像可以看出①②反应物初始浓度相同,②的pH小于①,反应速率②大于①,所以水样的pH越小,M的分解速率越快,C正确;在0~20 min内,②中M的平均分解速率为=0.007 5 mol·L-1·min-1,D正确。 13.C　[解析] 由图可知,A极物质由氧气转化为水,氧元素的化合价降低,所以A极是正极,B极是负极,A正确;A极是正极,B极是负极,质子带正电荷,放电时向正极移动,所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动,B正确;由题图可知,负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质,电极反应式为HS--2e-S↓+H+,C错误;微生物蛋白质高温条件下会失活,故升温不一定能提高电池的效率,D正确。 14.(1)431　(2)相等　(3)2H++2e-H2↑　变小　0.3NA　(4)铜　Cu-2e-Cu2+　(5)负 [解析] (1)反应释放的能量等于生成物成键释放的能量总和减去反应物断键吸收的能量总和,设断开1 mol H—Cl所需能量为x kJ,则2x kJ-(436 kJ+243 kJ)=183 kJ,解得x=431。(2)反应物和生成物的能量对应相等,故两反应放出的能量相等。(3)若A为锌片,B为石墨棒,电解质溶液为稀硫酸,锌为活泼金属,为负极,石墨棒为正极,正极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,2H++2e-H2↑;反应过程中氢离子被消耗,溶液的酸性变小;一段时间后,当在电池中放出3.36 L(标准状况下为0.15 mol)气体时,根据电子守恒可知,理论上电路中有0.3 mol电子转移,为0.3NA个电子通过了导线。(4)若电池的总反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,Cu失去电子发生氧化反应,为负极,故负极材料是铜,负极的电极反应式为Cu-2e-Cu2+。(5)若A为镁片,B为铝片,电解质溶液为NaOH溶液,镁和氢氧化钠溶液不反应,铝和氢氧化钠溶液反应,失去电子发生氧化反应,则铝片为负极。 15.(1)小于　(2)①0.003 mol·L-1·s-1　②b　③a (3)①PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O　②增加　0.1NA [解析] (1)根据氮气与氧气反应生成1 mol NO气体,为吸热反应,可知1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和小于2 mol NO(g)的能量。 (2)①根据表格数据可知,在0~2 s内该反应的平均速率为v(NO)==0.003 mol·L-1·s-1。③在反应混合物中只有NO2是有色气体,若混合气体的颜色保持不变,说明任何物质的浓度不变,反应达到平衡状态,a正确;c(NO)∶c(O2)=2∶1不能说明反应达到平衡,b错误;正逆反应速率相等时达到化学平衡状态,每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2表示的都是正反应,不能据此判断反应达到平衡状态,c错误。(3)①根据电池总反应知Pb作负极,PbO2作正极,正极上PbO2得电子和H2SO4反应生成PbSO4和H2O,电极反应式为PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O。②放电时,负极反应式为Pb+S-2e-PbSO4,生成难溶的固体PbSO4,故负极的质量增加。根据电池总反应可知,消耗2 mol H2SO4时转移2 mol电子,据此可知消耗0.1 mol H2SO4时转移0.1 mol电子,即电子数目为0.1NA。 16.(1)>　(2)0.25 mol·L-1·min-1　 (3)75%　(4)2N(g)M(g)　(5)增大　 (6)①相同时间内产生氢气的体积(或产生等体积氢气所需要的时间)　硫酸浓度　②探究硫酸铜的质量对反应速率的影响　(7)2.0 [解析] (1)根据图示,t2时刻后M增多、N减少,反应正向进行,正逆反应速率大小:v正>v 逆。(2)若t2=2,反应开始至t2时M的物质的量增加2 mol,用M的浓度变化表示的平均反应速率为=0.25 mol·L-1·min-1。(3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物N的物质的量由8 mol变为2 mol,N的转化率为×100%=75%。(4)反应达到平衡时N的物质的量由8 mol变为2 mol,M的物质的量由2 mol变为5 mol,则N是反应物、M是生成物,N、M的物质的量变化量之比为2∶1,反应的化学方程式为2N(g)M(g)。(5)升高温度,正逆反应速率均增大,则v逆增大。(6)①探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,实验待测数据可以是相同时间内产生氢气的体积(或产生等体积氢气所需要的时间),实验Ⅰ和实验Ⅱ的硫酸浓度不同,其他条件相同,可以探究硫酸浓度对锌与稀硫酸反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入硫酸铜的质量不同,其他条件相同,实验的目的是探究硫酸铜的质量对反应速率的影响。(7)根据控制变量法,为使KI、Na2S2O3浓度相等,仅改变K2S2O8的浓度,需控制溶液总体积为20 mL,所以表中a=2.0。 学科网（北京）股份有限公司 $$