内容正文:
学业水平真题练(六)
一、化学反应与能量变化
1.(2024·云南学考)开发新型能源是保护环境的举措之一。下列能源不属于新能源的是( )
A.氢能 B.太阳能
C.核能 D.煤
解析:选D。煤、石油、天然气是化石能源,不是新能源,常见新能源有太阳能、核能、氢能、生物质能等。
2.(2023·吉林学考)下列说法中正确的是( )
A.燃烧反应是放热反应
B.中和反应是吸热反应
C.化学键断裂放出能量
D.化学键形成吸收能量
解析:选A。燃烧反应均是放热反应,A正确;中和反应是放热反应,B错误;化学键断裂吸收能量,C错误;化学键形成放出能量,D错误。
3.(2024·北京学考)氢气燃烧时发生反应2H2+O22H2O。下列关于该反应的说法不正确的是( )
A.属于放热反应
B.属于氧化还原反应
C.能量变化与化学键的断裂和形成有关
D.反应物的总能量低于生成物的总能量
解析:选D。氢气燃烧属于放热反应,A正确;氢、氧元素存在化合价的改变,是氧化还原反应,B正确;化学键的断裂和形成是反应中能量变化的主要原因,断裂化学键要吸热,形成化学键要放热,C正确;该反应为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,D错误。
4.(2023·辽宁学考)在一定条件下,石墨转化为金刚石的能量变化如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.石墨比金刚石稳定
B.该转化是物理变化
C.石墨转化为金刚石为放热反应
D.转化中能量变化与化学键的形成和断裂无关
解析:选A。石墨转化为金刚石要吸收能量,故等质量的石墨的能量低于金刚石的能量,能量越低越稳定,故A正确;石墨转化为金刚石,有新物质生成,为化学变化,故B错误;石墨转化为金刚石为吸热反应,故C错误;转化中能量变化与化学键的形成和断裂有关,故D错误。
5.(2025·福建学考)下图是某反应过程的能量变化图,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.吸热反应
B.放热反应
C.该反应一定是分解反应
D.生成物的总能量大于反应物的总能量
解析:选B。由题图可知,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,A、D错误,B正确;大多数分解反应是吸热反应,该反应放热,则不一定是分解反应,C错误。
二、原电池与化学电源
6.(2024·云南学考)某同学根据反应Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,类比Cu-Zn原电池的制作原理,设计了如下图所示原电池。下列说法错误的是( )
A.铜片为正极
B.负极的电极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.溶液中的Cu2+向铜片移动
解析:选C。由题图分析可知,锌为负极,失电子发生氧化反应生成锌离子,铜为正极,溶液中铜离子得到电子生成铜,发生还原反应。由分析可知,铜为正极,A正确;锌为负极,失电子发生氧化反应生成锌离子,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,B正确;电子由负极移向正极,故电子由锌片通过导线流向铜片,C错误;溶液中阳离子移向正极,故Cu2+向铜片移动,D正确。
7.(2022·云南学考)常见锌锰干电池的构造如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.该电池属于一次电池
B.电池工作时,电能转化为化学能
C.电池工作时,电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒
D.电池工作时,锌筒为负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+
解析:选B。由题图可知,锌锰干电池为不能充电的一次电池,电池工作时,锌筒为负极,石墨棒为正极。A项,锌锰干电池不能充电,属于一次电池;B项,锌锰干电池工作时,化学能转化为电能;C项,电池工作时,锌筒为负极,石墨棒为正极,电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒;D项,电池工作时,锌筒为负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
8.(2024·江苏学考)某柔性电池的结构如下图所示,其中Zn作电池的负极,MnO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是( )
A.Zn逐渐被消耗
B.MnO2失去电子
C.离子通过电解质膜进行迁移
D.化学能转化为电能
解析:选B。MnO2为正极,在反应中得到电子被还原,B错误。
9.(2025·广东学考)某兴趣小组为海上救生衣设计了海水电池(如右图所示)。电池工作时,下列说法正确的是( )
A.石墨作负极
B.正极反应:Al-3e-===Al3+
C.海水中的Na+向铝片定向移动
D.电子流向:铝片→灯泡→石墨
解析:选D。铝是活泼金属,铝片作负极,失去电子,电极反应式为Al-3e-===Al3+,石墨是惰性电极,作正极,A、B错误;海水中的Na+向正极(石墨)定向移动,C错误;电子从负极(铝片)经过外电路流向正极(石墨),D正确。
10.(2024·北京学考)化学电池的发明,改变了人们的生活方式。
(1)某原电池实验装置如下图。
①锌片作________(填“正极”或“负极”)。
②写出铜片上发生的电极反应:___________________________________________________________。
③电流表的指针偏转,说明________转化为电能。
(2)某种锂-二氧化碳电池的装置示意图如下图。
已知:锂-二氧化碳电池的总反应为4Li+3CO2===2Li2CO3+C。下列说法正确的是________(填字母)。
a.金属锂在负极发生反应
b.CO2发生氧化反应
解析:(1)①锌的金属活动性强于铜的,则锌片为负极。②铜片为正极,正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为2H++2e-===H2↑。③电流表指针偏转,说明电路中有电流,化学能转化为电能。
(2)根据总反应可知,Li失电子生成锂离子,则Li电极为负极,碳纳米管材料为正极。金属锂电极为负极,金属锂在负极上失电子发生氧化反应,a正确;碳纳米管材料为正极,CO2在正极得电子发生还原反应,b错误。
答案:(1)①负极 ②2H++2e-===H2↑
③化学能 (2)a
三、化学反应速率
11.(2023·湖北学考)许多生活智慧都蕴含化学原理。下列保存食物的方法体现了“温度影响化学反应速率”的是( )
A.干燥保存
B.加盐腌制
C.置于冰箱
D.真空密封
解析:选C。干燥保存是通过控制湿度干燥食物,达到阻止霉菌、发酵菌和细菌生长,达到保存的目的,与温度无关,故A不选;加盐腌制可使细菌的细胞脱水,从而起到杀菌作用,有利于食物的保存,与温度无关,故B不选;置于冰箱可降低食物温度,使微生物的酶活性降低,从而达到长期保存目的,体现温度对速率的影响,故C选;真空密封可隔绝氧气,使微生物没有生存条件,达到长期保存目的,故D不选。
12.(2024·福建学考)下列日常生活中的做法,与控制反应速率无关的是( )
A.用煤粉代替煤球
B.自制米酒控制温度
C.用冰箱冷藏食物
D.奶茶中添加甜味剂
解析:选D。用煤粉代替煤球,煤粉与空气的接触面积比煤球大得多,增大反应物的接触面积可以增大反应速率,A不符合题意;自制米酒时,温度是影响发酵反应速率的重要因素,不同的微生物发酵在不同的温度范围内反应速率不同,控制温度能够调节米酒发酵的反应速率,B不符合题意;用冰箱冷藏食物,降低了温度,温度降低会使食物变质(如食物的氧化、微生物的生长繁殖等化学反应)的反应速率减小,C不符合题意;奶茶中添加甜味剂是为了改变奶茶的口味,甜味剂的添加与奶茶中各种成分之间的化学反应速率没有直接关系,D符合题意。
13.(2023·辽宁学考)某密闭容器中发生反应4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)。测得氨的物质的量浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L,则该时间段内生成N2的平均反应速率为( )
A.4 mol/(L·min) B.4 mol/(L·s)
C.0.4 mol/(L·min) D.0.4 mol/(L·s)
解析:选C。0~5 min内NH3的浓度变化为6 mol/L-2 mol/L=4 mol/L,由v=计算氨的平均反应速率为0.8 mol/(L·min),由化学方程式可知v(N2)=v(NH3)=×0.8 mol/(L·min)=0.4 mol/(L·min)。
14.(2025·北京学考)变量控制是科学研究的重要方法。相同质量的铁与足量0.1 mol·L-1硫酸溶液分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是( )
选项
A
B
C
D
铁的状态
片状
粉状
片状
粉状
温度/℃
20
20
30
30
解析:选D。反应物之间的接触面积最大,温度最高时,反应速率最大。
15.(2023·广东学考)下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A.Na与水反应时,增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,将稀硫酸改用浓硫酸
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
D.N2与H2合成氨时,增大体系的压强
解析:选D。A项,Na与H2O反应生成NaOH和H2,反应速率快慢跟水的用量无关;B项,在室温下Fe与浓硫酸会发生钝化而不能进一步发生反应,因此不能用浓硫酸与Fe混合制取H2;C项,K2SO4与BaCl2两溶液混合会发生离子反应生成BaSO4白色沉淀,反应为溶液中的离子反应,无气体参加与生成,因此增大压强,对化学反应速率无影响;D项,N2与H2反应生成NH3,化学方程式为N2+3H22NH3,该反应的反应物与生成物均为气体,增大压强,导致反应速率增大。
四、化学平衡状态的判断
16.(2024·福建学考)一定条件下的密闭容器中,可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到化学平衡状态时,下列说法正确的是( )
A.SO3的百分含量保持不变
B.SO2完全转化为SO3
C.正、逆反应速率均为零
D.SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2∶1∶2
解析:选A。当SO3的百分含量保持不变时,反应达到化学平衡状态,A正确;此反应为可逆反应,则SO2不能完全转化为SO3,B错误;反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为零,C错误;由于起始加入量未知,因此SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2时不一定达到平衡状态,D错误。
17.(2023·湖南学考)工业上以铁矿石(主要成分为Fe2O3)为原料冶炼铁的主要反应是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,反应速率会增大
B.将铁矿石粉碎,反应速率会增大
C.平衡时,正、逆反应速率均为零
D.平衡时,CO2的浓度不再变化
解析:选C。升高温度,化学反应速率增大,故A正确;将铁矿石粉碎,固体表面积增大,反应物的接触面积增大,化学反应速率会增大,故B正确;化学平衡为动态平衡,反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,但不为零,故C错误;反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,所以二氧化碳的浓度不再变化,故D正确。
18.(2024·北京学考)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2C3H8(g)+O2(g)⥫⥬2C3H6(g)+2H2O(g)。当C3H8、O2、C3H6、H2O的浓度不再变化时,下列说法正确的是( )
A.该反应已达到化学平衡状态
B.正、逆反应速率相等且等于零
C.C3H8和O2全部转化为C3H6和H2O
D.C3H8、O2、C3H6、H2O的浓度一定相等
解析:选A。当反应物和生成物的浓度都不再变化,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,A正确;化学平衡为动态平衡,正、逆反应速率相等但不等于零,B错误;该反应为可逆反应,反应物不可能全部转化为产物,C错误;题干中只说明了反应物和产物的浓度不再变化,但是其浓度不一定相等,这与反应进行程度和初始投料比有关,D错误。
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