高中化學(xué)蘇教版化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化（全國(guó)一等獎(jiǎng)）

專(zhuān)題綜合測(cè)評(píng)(二)(時(shí)間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分)1．化學(xué)家借助太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能和熱能，用空氣和水作原料成功地合成了氨氣。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．該合成中所有的電能和熱能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．該合成氨過(guò)程不屬于氮的固定C．空氣、水、太陽(yáng)能均為可再生資源D．?dāng)嗔袾2中的N≡N鍵會(huì)釋放出能量【解析】A項(xiàng)，該合成中的能量轉(zhuǎn)化效率沒(méi)有達(dá)到100%；B項(xiàng)，把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的過(guò)程都屬于氮的固定；D項(xiàng)，斷裂化學(xué)鍵要吸收能量?！敬鸢浮緾2．下列圖示過(guò)程，由太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是()A．光伏發(fā)電 B．風(fēng)力發(fā)電C．水力發(fā)電 D．光合作用【解析】光伏發(fā)電是光能轉(zhuǎn)化成電能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水力發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；光合作用是太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿3．燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是()A．甲醇 B．天然氣C．液化石油氣 D．氫氣【解析】從燃料電池反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析。甲醇、天然氣和液化石油氣作為燃料電池的燃料使用時(shí)均產(chǎn)生CO2，而氫氣用作燃料電池的燃料，反應(yīng)產(chǎn)物為H2O，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響?！敬鸢浮緿4．一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應(yīng)進(jìn)行到1s時(shí)，v(A)＝v(D)C．反應(yīng)進(jìn)行的6s內(nèi)，B的平均反應(yīng)速率為mol·(L·s)－1D．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等【解析】由圖可知，B、C為反應(yīng)物，A、D為生成物，由于各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝6∶3∶4∶2，所以化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不論在什么時(shí)候，用各物質(zhì)表示的速率之比都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾5．一定溫度下，10mLmol·L－1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如表所示。t/min0246810V(O2)mL下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計(jì))()A．0～6min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)≈×10－2mol·(L·min)－1B．6～10min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)＜×10－2mol·(L·min)－1C．反應(yīng)至6min時(shí)，c(H2O2)＝mol·L－1D．反應(yīng)至6min時(shí)，H2O2分解了50%【解析】根據(jù)題目信息可知，0～6min，生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣，消耗molH2O2，則v(H2O2)≈×10－2mol·(L·min)－1，A項(xiàng)正確；隨反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸降低，B項(xiàng)正確；反應(yīng)至6min時(shí)，剩余molH2O2，此時(shí)c(H2O2)＝mol·L－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)至6min時(shí)，消耗molH2O2，轉(zhuǎn)化率為50%，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾6．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2【解析】電解過(guò)程中產(chǎn)生氫氣和氧氣，因此可看作電解過(guò)程中只電解了水，即電解水型。HCl、CuCl2是電解電解質(zhì)型，CuSO4是放氧生酸型，NaBr是放氫生堿型?！敬鸢浮緾7．在一定溫度下，某體積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列敘述中不能說(shuō)明上述可逆反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：31792070】A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵【解析】選項(xiàng)A，由于該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；選項(xiàng)B，根據(jù)v正(CO)＝v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；選項(xiàng)D,1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵，即消耗1molH2，同時(shí)消耗了1molH2O，可知H2的消耗量等于其生成量，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緾8．據(jù)報(bào)道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是()A．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ是放熱過(guò)程B．該過(guò)程中，CO沒(méi)有斷鍵形成C和OC．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O生成了CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程【解析】根據(jù)能量—反應(yīng)過(guò)程的圖像知，狀態(tài)Ⅰ的能量高于狀態(tài)Ⅲ的能量，該過(guò)程是放熱過(guò)程，A項(xiàng)正確；根據(jù)狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整個(gè)過(guò)程中CO中的C和O形成的化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂，B項(xiàng)正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O生成了CO2，而不是與氧氣的反應(yīng)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿9．膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來(lái)的運(yùn)載火箭和空間運(yùn)輸系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：101kPa時(shí)，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出kJ熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)中正確的是()A．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJD．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ【解析】該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)熱單位為kJ·mol－1，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽10．按下圖裝置實(shí)驗(yàn)，若x軸表示負(fù)極流出的電子的物質(zhì)的量，則y軸應(yīng)表示()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：31792071】①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．①③ B．③④C．①②④ D．②【解析】在這個(gè)原電池中，負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NO3－)不變。答案選D?！敬鸢浮緿11．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()甲乙A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上的Fe3＋被還原C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極【解析】由反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2可知，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中Fe3＋發(fā)生還原反應(yīng)，乙中I－發(fā)生氧化反應(yīng)；當(dāng)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中溶入FeCl2固體，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙中I2發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極，答案選D?！敬鸢浮緿12．某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，其中電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，下列說(shuō)法正確的是()A．裝Al2(SO4)3溶液的燒杯是原電池，其余兩個(gè)為電解(電鍍)池B．鹽橋中電子從右側(cè)流向左側(cè)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅳ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu【解析】由原電池的構(gòu)成條件及題意可知，圖中左、中兩個(gè)燒杯中電解質(zhì)溶液、鹽橋和外電路組成1個(gè)原電池，右邊燒杯為電解(或電鍍)池，A錯(cuò)誤；Ⅰ中較活潑的Al電極為負(fù)極，Ⅱ中較不活潑的Cu為正極，外電路(導(dǎo)線)中電子從左流向右，內(nèi)電路(含鹽橋)中帶正電的陽(yáng)離子從左側(cè)流向右側(cè)，帶負(fù)電的陰離子從右側(cè)流向左側(cè)，內(nèi)電路中無(wú)電子的定向移動(dòng)，B正確；負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋，則電極Ⅰ逐漸溶解或被腐蝕，而作為正極的Ⅱ則受到保護(hù)，C錯(cuò)誤；Ⅲ為陰極，內(nèi)電路中帶正電的銅離子移向陰極，則陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，Ⅳ是陽(yáng)極，則陽(yáng)極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿二、非選擇題(本題包括3小題，共52分)13．(14分)某可逆反應(yīng)從0～2分鐘進(jìn)行過(guò)程中，在不同反應(yīng)時(shí)間各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示。(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是________，生成物是________。(2)化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。(3)反應(yīng)開(kāi)始至2分鐘時(shí)，________(“能”或“不能”)用C表示反應(yīng)速率。若能，其反應(yīng)速率為_(kāi)_______，若不能，則其原因?yàn)開(kāi)_______________。(4)2分鐘后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明在這個(gè)條件下，反應(yīng)已達(dá)到了________狀態(tài)?！窘馕觥?1)由反應(yīng)的圖象可知，在反應(yīng)的過(guò)程中，A、B的物質(zhì)的量逐漸減小，C的物質(zhì)的量逐漸增大，所以A、B是反應(yīng)物，C是生成物。(2)根據(jù)速率之比等于反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可以得到，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2A＋B2C。(3)由于反應(yīng)速率是濃度的變化量和時(shí)間的變化量的比值，所以由于反應(yīng)容器的體積未知，所以不能求算反應(yīng)濃度變化，所以無(wú)法求算反應(yīng)的速率。(4)由于各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化了，所以反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。【答案】(1)A、BC(2)2A＋B2C(3)不能無(wú)體積，無(wú)法求出濃度變化值(4)平衡14．(18分)某同學(xué)為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如表所示(累計(jì)值)：時(shí)間/min12345氫氣體積/mL50120232290310(1)哪一時(shí)間段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min)反應(yīng)速率最大？________，原因是_________________。(2)哪一時(shí)間段的反應(yīng)速率最小________，原因是_____________。(3)求2～3min時(shí)間段以鹽酸的濃度變化表示的該反應(yīng)速率是________。(4)如果反應(yīng)太激烈，為了減緩反應(yīng)速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，他在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液：A.蒸餾水、溶液、溶液、溶液、溶液，你認(rèn)為可行的是________(填序母)?！窘馕觥?1)由表中的數(shù)據(jù)知，反應(yīng)速率在2～3min時(shí)最大，原因是Zn與HCl反應(yīng)放熱，使溶液的溫度升高。(2)由表中的數(shù)據(jù)知，反應(yīng)速率在4～5min時(shí)最小，原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，c(H＋)減小。(3)n(H2)＝eq\fL,L·mol－1)＝mol，Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑molmol則Δc＝eq\fmol,L)＝mol·L－1v(HCl)＝eq\f(ΔcHCl,Δt)＝eq\fmol·L－1,1min)＝mol·(L·min)－1。(4)加入C，NOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中與Zn反應(yīng)不產(chǎn)生H2；加入D，Cu2＋與Zn反應(yīng)使生成的H2減少；加入E，COeq\o\al(2－,3)消耗H＋，使生成的H2也減少?！敬鸢浮?1)2～3min該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時(shí)溫度高(2)4～5min此時(shí)H＋濃度小(3)mol·(L·min)－1(4)A、B15．(20分)根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問(wèn)題：(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將________(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則負(fù)極A極材料為_(kāi)____________，正極B極材料為_(kāi)____________，溶液C為_(kāi)____________。(3)用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：①則d電極是________(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為：__________________。②若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標(biāo)況下的體積為_(kāi)___________L。【解析】(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，A為正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液pH升高。(2)將反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成上圖所示的原電池裝置，Cu元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到＋2價(jià)，失電子作原電池的負(fù)極，則負(fù)極A極材料為Cu，正極B極材料為石墨，F(xiàn)e3＋在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，溶液C用可溶性鐵鹽，即含F(xiàn)e