高中化學第6章化學反應與能量章末測評新人教版必修第二冊

化學反應與能量

（建議用時：90分鐘）

一、選擇題

1.“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可

工作，電池反應為2Mg+0z+2H20=2Mg（0H）2。下列關于該電池的說法錯誤的是（）

A.鎂片作為正極

B.食鹽水作為電解質溶液

C.電池工作時鎂片逐漸被消耗

D.電池工作時實現(xiàn)了化學能向電能的轉化

［答案］A

2.下列說法正確的是（）

A.化學鍵的變化必然會引起能量變化，所以能量變化也一定會引起化學變化

B.所有化學變化的能量都可以通過原電池轉化為電能

C.所有化學變化一定遵循質量守恒和能量守恒

D.化學變化一定會引起物質種類的變化，所以反應體系內物質種類變化一定是發(fā)生化學

變化

C［能量變化不一定會引起化學變化，如物質的三態(tài)變化是物理變化，A錯誤；只有自

發(fā)進行的氧化還原反應才能設計成原電池，B錯誤；物質種類發(fā)生變化不一定是發(fā)生了化學變

化，D錯誤。］

3.某反應由兩步反應A==^B==^構成，它的反應能量曲線如圖，下列敘述正確的是

（）

A.三種化合物中C最穩(wěn)定

B.兩步反應均為吸熱反應

C.A與C的能量差為“

D.A-----43反應,反應時一定要加熱

A［能量越低物質越穩(wěn)定，三種化合物中C的能量最低，則C最穩(wěn)定，故A正確；由圖

像可知，第一步反應為吸熱反應，第二步反應為放熱反應，故B錯誤；A與C的能量差AQ

E\+ELELE\,故C錯誤；A=iB的反應是吸熱反應，與反應發(fā)生的條件無關，即吸熱反應

不一定要加熱，故D錯誤。］

4.某學生將電流表用導線與兩個電極連接在一起，再將兩個電極同時插入某種電解質溶

液中，能觀察到有電流產生的是（）

A.用銅片、鉛筆芯作電極插入稀硫酸中

B.用兩個銅片作電極插入硝酸銀溶液中

C.用鋅片、銅片作電極插入番茄中

D.用銅片、鐵片作電極插入酒精中

C［要構成原電池，除要形成閉合回路外，還需要有兩個活動性不同的電極，其中一個

電極要能與電解質溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應。A項，銅、石墨與稀硫酸均不反應；B項，

電極材料相同；D項，酒精是非電解質；C項，一些水果中含有有機酸，其汁液可作電解質溶

液。］

5.對于放熱反應2s02（g）+02（g）=2S03（g）,下列判斷正確的是（）

A.2molSO,和足量的Oz反應，必定生成2molS0：1

B.當/（正）逆）時，隨著反應的進行，反應物的物質的量逐漸減小

C.正反應速率之比為r（S02）:F（02）：MSOa）=2：1：2時，反應達到平衡

D.反應達到平衡后，升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小

B［該反應為可逆反應，不論條件怎樣改變，反應不可能進行完全,A項錯誤；武正）＞八逆）

表示反應正向進行，隨著反應的進行，反應物的物質的量逐漸減小，B項正確：在可逆反應里,

各物質表示的反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比，此時反應不一定達到平衡，C項錯誤；升

高溫度，正、逆反應速率均增大，D項錯誤。］

6.金屬（M）-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.金屬M作電池負極

B.電解質是熔融的M0

C.正極的電極反應式為。2+4院+2H2。=401

I）.電池總反應式為2M+0z+2H2（）=2M（0H）2

B［根據(jù)題圖可知金屬M失電子轉化為M2+,則金屬M為負極，通入空氣的電極為正極,

故A正確；電解質是熔融的M（0H）2,故B錯誤；正極發(fā)生還原反應，電極反應式為02+4e-+

-2+

2H20=40H,故C正確；M失去電子生成M,結合C中分析，電池總反應式為2M+02+

2H2O=2M（OH）2,故D正確。］

7.化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。下列說法不正確的是（）

金屬外殼鋅粉

浸了KOH

一溶液的隔板

Qrhso,溶液3

原電池示意圖紐扣式銀鋅電池

甲乙

石墨棒

二氧化鎰、

炭黑、氯化

錢、氣化鋅

一鋅筒

鋅鎰干電池鉛蓄電池

丙丁

A.圖甲：Zn"向Cu電極方向移動，Cu電極附近溶液中卜產濃度增大

B.圖乙：正極的電極反應式為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OtT

C.圖丙：鋅筒作負極，發(fā)生氧化反應，鋅筒會變薄

I).圖丁：電池放電過程中，硫酸濃度不斷減小

A［圖甲為Zn、Cu、H60,溶液構成的原電池，鋅為負極，銅為正極，鋅失去電子生成鋅

離子，Zr?+向Cu電極方向移動，在銅電極上氫離子得到電子生成氫氣，故Cu電極附近溶液中

酎濃度減小，A錯誤；鋅為負極，電解質溶液為堿性溶液，所以正極的電極反應式為Ag2+2e

"+H2O=2Ag+2Oir,B正確；鋅筒作負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn—2e

-2+

=Zn,鋅溶解，鋅筒會變薄，C正確；電池放電過程中，電池總反應為Pb+PbO2+

2H2so產=2PbSO,+2HO消耗硫酸，硫酸濃度不斷減小，D正確。］

8.已知：①1molH,分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；②11nolL蒸氣中

化學鍵斷裂時需要吸收151kJ的能量；③由H原子和I原子形成1molHI分子時釋放299kJ

的能量。下列判斷不正確的是()

A.k分子比上分子穩(wěn)定

B.2molHI(g)發(fā)生分解反應吸收11kJ熱量

C.HI與NaOH的反應屬于放熱反應

D.0.5mol/(g)與“5molL(g)完全反應釋放出5.5kJ熱量

A［選項A,H2分子共價鍵斷裂時吸收的熱量比L分子共價鍵斷裂時吸收的熱量多，出

分子比1分子穩(wěn)定,A選項錯誤。選項B,2moiHI(g)發(fā)生反應2Hl(g)=Hz(g)+L(g),吸收

的熱量=2￡(H—I)一￡(H—1)=2molX299kJ?mol-1-lmolX436kJ?mor'-l

-1

molX151kJ-mol-11kjo選項C,中和反應是放熱反應。選項D,根據(jù)選項B計算可知正

確。］

9.用4g單質鋅與5mL2mol-的稀硫酸作用制備氫氣時，下列四種情況下生成氫

氣速率的大小順序為()

①鋅粒+稀硫酸②鋅粉+稀硫酸③鋅粉+稀硫酸+少量CuSOi粉末④鋅粒+稀硫

酸+少量3mol?I.一'鹽酸

A.②〉③〉④〉①B.①>②遍〉④

C.③淄>①〉④D.②國>③,④

C［用4g單質鋅與5mL2mol的稀硫酸作用制備氫氣時，鋅的表面積越大，反應

速率越快，則反應速率：②〉①；該反應的實質是鋅與氫離子反應，氫離子濃度越大，反應

速率越快，①中氫離子濃度為4mol-L-1,④中加入少量3mol?鹽酸，溶液中氫離子濃

度小于4moi?「'，則反應速率：①〉④；③中鋅與CuSOi反應置換出銅，構成原電池，反應

速率加快，則反應速率：③〉②；因此生成氫氣速率的大小順序為③>②>①>④，故選C。］

10.在恒溫恒容的密閉容器中進行反應2$02+0：==^2$03,若反應物濃度由0.1mol?L

降到0.06mol?需20s,那么由0.06mol,廣,降到0.024mol,L-1需要的反應時間

為()

A.等于18sB.等于12s

C.大于18sD.小于18s

［答案］C

11.熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池(600?700℃),具有效率高、噪聲低、無污染

等優(yōu)點。熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()

A.電池工作時，熔融碳酸鹽只起到導電的作用

B.負極反應式為也一2屋+0)7=(：02+上0

C.電子流向：電極a-負載一電極b-熔融碳酸鹽一電極a

D.電池工作時，外電路中通過0.2mol電子，消耗3.2g02

B［電池工作時，負極反應式：乩-2e+CO3^=C02+H2O,正極反應式：0?+46+

2C02=2C0r,故熔融碳酸鹽不僅起到導電的作用，還參與了電極反應，A項錯誤，B項正確;

電子只能在電極和外電路中移動，不會通過熔融碳酸鹽，C項錯誤；根據(jù)正極的反應式可知，

外電路中通過0.2mol電子，消耗氧氣的物質的量為0.05mol,質量為1.6g,D項錯誤。］

12.X、Y、Z為三種氣體，把amolX和6moiY充入一密閉容器中，發(fā)生反應X+2Y2Z。

達到平衡時，若它們的物質的量滿足"(X)+〃(Y)=〃(Z),則Y的轉化率為()

a+b…2a+b…

A.^^XIOO%B.——-——X1OO%

55b

八2a+ba+b…

C.---------X100%D.-r—X100%

55a

B[設反應達到平衡時消耗Y的物質的量為xmob則：

X+2Y=i2Z

起始量/molab0

轉化量/molXX

Y

平衡量/molb-xX

2，+?mol

Oo—|-A5

+(b-x)=x,解得x=—。Y的轉化率為——-——X100%

H5bmol

2a+6

X100%。]

5b

13.生產液晶顯示器的過程中使用的化學清洗劑NF,是一種溫室氣體，其儲存能量的能力

是CO?的12000~20000倍，在大氣中的壽命可長達740年之久，已知鍵能是指斷開1mol

化學鍵變?yōu)闅鈶B(tài)原子時所放出的能量，以下是幾種化學鍵的鍵能：

化學鍵N=NF—FN-F

鍵能/(kJ-moL)941.7154.8283.0

下列說法中正確的是()

A.過程Nz(g)—2N(g)放出能量

B.過程N(g)+3F(g)-NFs(g)放出能量

C.反應Nz(g)+3Fz(g)=2NF3(g)是吸熱反應

D.NF：,吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與形成，仍可能發(fā)生化學反應

B[A項，由NMg)—2N(g)破壞化學鍵需吸收能量；B項，N(g)+3F(g)-NF：,(g)是形

成化學鍵，放出能量；C項，△//=(941.7+154.8X3-283.0X6)kJ?mor'=-291.9kJ?mol

t,反應放熱；D項，化學反應的實質是化學鍵的斷裂和形成。]

14.下列各組反應(表中物質均為反應物)在反應剛開始時，放出H2的速率最大的是()

金屬(粉末狀)

選項酸的濃度及體積反應溫度/℃

及其物質的量/mol

AMg0.16mol?L硝酸10mL60

BMg0.13mol?L?鹽酸10mL60

CFe0.13mol?L-1鹽酸10mL60

DMg0.13mol?L-1硫酸10mL60

I)［影響化學反應速率的主要因素是反應物的性質，鎂的金屬活動性強于鐵，所以C項

放出氫氣的速率最小。A項，Mg與HN03反應不會產生氫氣，B、D兩項中只需比較c(H+)的大

小即可，HC1為一元強酸，硫酸為二元強酸，故相同濃度的鹽酸與硫酸溶液，硫酸溶液中的

c(H+)大于鹽酸中的c(H+),D項符合題意。］

15.如圖所示為800C時A、B、C三種氣體在密閉容器中反應時濃度的變化，只從圖上

分析不能得出的結論是()

A.發(fā)生的反應可表示為2A(g)==i2B(g)+C(g)

B.前2minA的分解速率為0.1mol,L',min1

C.開始時，正、逆反應同時開始

D.2min時，A、B、C的濃度之比為2：3：1

C［根據(jù)圖像，反應過程中A的濃度減小，B、C濃度增大，因此A為反應物，B、C為生

成物，根據(jù)濃度的變化量可以確定反應為2A(g)=2B(g)+C(g),A正確；前2min,r(A)

=°，4|向,IJ.0-2mo1=o.］小。1??min，B正確；開始時加入的物質為A和B,

2mm

沒有C,C錯誤；根據(jù)圖像，2min時，A、B、C的濃度分別為0.2mol?L-\0.3mol?「'、

0.1mol,D正確。］

16.在2.0L恒溫恒容密閉容器中充入1.0molHC1和0.3mol02,加入催化劑發(fā)生反

應4HCl(g)+6(g)=2C12(g)+2H20(g),HCk0?的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。

下列說法正確的是()

A.友時，P(正)=/(逆)

B.加入催化劑反應速率不變

C.右時容器內氣體的總壓強比友時的大

D.t3時，容器中C(C12)=C(1M>)=0.4mol?0

C［友時，反應物的量還在減少，反應還在向正反應方向進行，/(正)>/(逆)，選項A

錯誤；加入催化劑可改變化學反應速率，選項B錯誤；反應4HCl(g)+Oz(g)==i2C12(g)+

2HQ(g)是氣體體積減小的反應，隨著反應的進行，氣體的總物質的量減小，恒容容器內壓強

減小，故心時容器內氣體的總壓強比益時的大，選項C正確；6時，0?的物質的量為0.1mol,

減少了0.2mol,故生成CLHzO的物質的量均為0.4mol,容器中c(Cl2)=c(H20)=0.2mol?L

t,選項D錯誤。］

::

17.一定條件下，在體積為10L的固定容器中發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),

反應過程如圖：

下列說法正確的是()

A.t,min時正、逆反應速率相等

B.X曲線表示NH：,的物質的量隨時間變化的關系

-1-1

C.0~8min,4的平均反應速率r(H2)=0.75mol,L?min

D.10~12min,Nz的平均反應速率r(Nz)=0.25mol?I/'?min1

B［timin時，只是X和Y的物質的量相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，說明正、逆反應

速率不相等；根據(jù)圖像，Y表示【卜的物質的量隨時間的變化關系，X表示Nib的物質的量隨時

間的變化關系；。?8min,H2的平均反應速率施)=-1二。.125mol-L"

8minX10L

1-1

-min,根據(jù)H?的變化量可計算出10-12min內M的平均反應速率r(N2)

0.3—0.15mol

X—0.0025mol?L-1?min，

10LX2min]

18.腓(N2Ho暴露在空氣中容易爆炸，但利用其制作的燃料電池是一種理想的電池，具有

容量大、能量轉化率高、產物無污染等特點，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()

陽離子交換膜

A.電池工作時，正極附近的pH降低

B.當消耗1molO2時，有2molNa*由甲槽向乙槽遷移

C.負極反應為40FT+N2HLt+4H20

D.若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作

C［堿性環(huán)境中，氧氣在正極發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，正極附近的pH增大，故A

項錯誤；消耗ImolOz時，有4moiNa+由甲槽向乙槽遷移，故B項錯誤；燃料電池的負極發(fā)

生氧化反應，即脫在負極發(fā)生反應，腫中N的化合價從-2升高到0,堿性電池中，其電極反

應式應為岫乩+40k-41=弗t+4HQ,故C項正確；若去掉陽離子交換膜，腫會與水中溶

解的氧氣直接接觸，發(fā)生爆炸，無法工作，故D項錯誤。］

19.糖生物電池是一種酶催化燃料電池(EFC),它使用便宜的酶代替貴金屬催化劑，利用

空氣氧化糖類產生電流。下列有關判斷不合理的是()

A.該電池不宜在高溫下工作

B.若該電池為酸性介質，正極反應式為02+4-+犯+=2壓0

C.放電過程中，電池內陽離子向正極遷移

-

D.若該電池為堿性介質，以葡萄糖為原料并完全氧化，負極反應式為GHl206-24e+

+

6H20=6C02t+24H

D［因為酶在高溫下發(fā)生變性，所以該電池不宜在高溫下工作，A正確；該電池為酸性

介質，正極為氧氣得電子結合氫離子生成水，反應為5+4葭+4H+=2HQ,B正確；放電過程

中，電池內陽離子移向正極，陰離子移向負極，C正確；該電池為堿性介質，會生成COT和

HOD錯誤。］

二、非選擇題

20.反應Fe+H2soi=FeSOi+H2t的能量變化趨勢如圖所示：

(1)該反應為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)若要使該反應的反應速率增大，下列措施可行的是(填字母)。

A.改鐵片為鐵粉

B.改稀硫酸為98%的濃硫酸

C.升高溫度

D.減小壓強

(3)若將上述反應設計成原電池，銅為原電池某一極材料，則銅為(填“正”或

“負”)極。銅片上產生的現(xiàn)象為,該極上發(fā)生的電極反應為

外電路中電子由(填“正”或“負”，下同)極向

________極移動。

［解析］(1)據(jù)能量變化圖像可知該反應是放熱反應。

(2)增大固體的表面積或升高溫度，反應速率增大；適當增大反應物濃度，反應速率也增

大,但98%的濃硫酸能使鐵鈍化。

(3)該反應中鐵是還原劑，作負極，比鐵活動性差的銅應作正極。銅片上，氫離子得到電

子，電極反應為2H++2e-==H",外電路電子由負極流向正極。

［答案］(1)放熱(2)AC(3)正產生無色氣泡2H++2e.=H2t負正

21.化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。

(1)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在400位稀鹽酸中加入足量的鋅

粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如表(累計值):

時間/min12345

氫氣體積/mL(標準狀況)100240464576620

①哪一時間段反應速率最大min(填0-1、1?2、2?3、3?4、4?5),原因是

②求3?4min時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率

_____________________________________________(設溶液體積不變)?

(2)另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積，他事先在鹽酸中加入等體

積的下列溶液以減慢反應速率，你認為不可行的是(選填字母)。

A.蒸儲水B.KC1溶液

C.KN0：,溶液D.CuSO,溶液

(3)某溫度下在4L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化曲線如圖:

物質的量/mol

時間/min

①該反應的化學方程式是o

②2min內X的轉化率為。

③平衡時，混合氣體中X的體積分數(shù)為。

［解析］(1)①在。?1、1?2、2?3、3?4、4?5(min)時間段中，產生氣體的體積分別

為100mL、140mL>224為、112為、44mL,由此可知反應速率最大的時間段為2?3min；

原因是該反應是放熱反應，溫度越高，反應速率越大。

-1

②在3?4min時間段內,n(H2)=0.112L+22.4L?mol=0.005mol,根據(jù)2HC1??

計算消耗鹽酸的物質的量為0.01mo］,則v(HCl)-0.01mol4-0.4L-r1min-0.025

mol,(L?min)'?

(2)A可行：加入蒸儲水，酎濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量；

B可行：加入KC1溶液，射濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量；

C不可行：因酸性溶液中有N0；,具有強氧化性，與Zn反應無氫氣生成；

D不可行：加入CuSO,溶液，Zn置換出Cu,構成原電池，反應速度增大，且影響生成氫

氣的量。

(3)①由圖像可以看出，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，

應為生成物，當反應進行到5min時，△〃(Y)=0.2mol、A/?(Z)=0.4mol>An(X)=0.6mol,

則AnW：An(Z)：△〃(X)=1：2：3,參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數(shù)之

比，則反應的方程式為3X(g)+Y(g)=2Z(g)。

,,,...,,變化物質的量1.0mol_0.7mol

②2min內X的轉化率=起始總物質的量X100%=一一X100%=30%?

③X的體積分數(shù)=X的物質的量分數(shù)=----rX100%^23.5%?

0.4+0.5+0.8mol

［答案］(1)①2?3因該反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率

較快②0.025mol?(L?min)t(2)CD(3)①3X(g)+Y(g)=^229)②30%③23.5%

22.近年來甲醇用途日益廣泛，越來越引起商家的關注。工業(yè)上甲醇的合成途徑多種多

樣?，F(xiàn)在實驗室中模擬甲醇合成反應，在2L密閉容器內，400C時發(fā)生反應CO(g)+

2IL(g)=^CH：QH(g),體系中z?(CO)隨時間的變化如表：

時間/s01235

/7(CO)/mol0.0200.0110.0080.0070.007

(1)圖甲中表示CHQH的變化的曲線是(填序號)。

(2)下列措施不能提高反應速率的有(填序號)。

a.升高溫度

b.加入催化劑

c.增大壓強

d.及時分離出CH30H

(3)下列敘述能說明反應達到平衡狀態(tài)的是(填序號)。

a.CO和上的濃度保持不變

b.F(H2)=27(C0)

c.CO的物質的量分數(shù)保持不變

d.容器內氣體密度保持不變

e.每生成1molCH2H的同時有2molH—H斷裂

(4)CH；,0H與Oz的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如圖乙所示，圖中CHQH從

(填“A”或"B”)處通入，b極的電極反應式是o

［解析］(1)由表中數(shù)據(jù)可知3s后反應達到平衡，從反應開始到達到平衡時CO的物質

的量變化量為0.020mol-0.007mol=0.013mol,根據(jù)反應方程式可知，平衡時CH30H的物

質的量為0.013mol,濃度為0.0065mol?L_1,b符合。

⑵升高溫度、增大壓強和使用催化劑都能使化學反應速率增大，及時分離出CHQH,生

成物濃度減小，反應速率減小。

(3)C0和的濃度保持不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故a正確；未指明正、逆反應速

率，不能判斷是否達到平衡，故b錯誤；反應從開始到平衡的建立過程中CO的物質的量的分

數(shù)在不斷改變，當C0的物質的量分數(shù)保持不變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；根據(jù)

質量守恒定律知，混合物質量始終不變，容器的容積不變，則容器內混合氣體的密度始終不

變，所以不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；每生成1molCHBOH的同時有2molH-H

鍵斷裂均表示正反應速率，所以不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故e錯誤。

(4)電子由a極流向b極，說明a為負極，b為正極，CHQH與02的反應可將化學能轉化

為電能，甲醇失電子發(fā)生氧化反應，所以CH2H從A處通入，B處通入氧氣，b電極發(fā)生的電

極反應為氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應式為02+4e-+2H20=40H-o

-

［答案］6b(2)d(3)ac(4)A02+4e+2H20=40ir

23.已知Fe3+具有氧化性，「具有較強的還原性，二者可自發(fā)進行氧化還原反應。通過

如下實驗對此反應進行探究。

(1)寫出Fe，+和「