人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量综合与测试测试题

本章复习提升

易混易错练

易错点1　混淆化学反应中能量变化

1.(★★☆)关于吸热反应和放热反应,下列说法中错误的是(　　)

A.需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应

B.化学反应中的能量变化,除了热量外,还可以是光能、电能等

C.化学反应中的能量变化,也服从能量守恒定律

D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应

2.(2020辽宁抚顺六校协作体高二期末,★★☆)下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是(　　)

A.铝片与稀盐酸反应

B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

C.灼热的炭与水蒸气的反应

D.甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应

3.(★☆☆)下列说法正确的是(　　)

A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,且均表现为吸热或放热

B.能量守恒定律说明,必须从外界吸收能量后才能发生放热反应

C.石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,说明金刚石比石墨稳定

D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小

易错点2　对原电池的原理理解不透彻

4.(★★☆)下列关于原电池的叙述正确的是(　　)

A.原电池的正极和负极必须是两种不同金属

B.原电池中正极得到电子发生还原反应,负极失去电子发生氧化反应

C.电子流入的一极是负极,流出的一极是正极

D.原电池工作时,外电路中电流的方向是从负极流向正极

5.(2020贵州铜仁一中高二期初考试,★★☆)燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(　　)

A.a极是负极,该电极上发生氧化反应

B.总反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O

C.b极反应式为O2+4OH--4e- 2H2O

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

易错点3　忽略了原电池反应,盲目判断正、负极

6.(★★☆)如图所示,X为单质硅,Y为金属铁,a为NaOH溶液,组装成一个原电池,下列说法正确的是(　　)

A.X为负极,电极反应为Si-4e- Si4+

B.X为正极,电极反应为4H2O+4e- 4OH-+2H2↑

C.X为负极,电极反应为Si+6OH--4e- Si+3H2O

D.Y为负极,电极反应为Fe-2e- Fe2+

易错点4　盲目根据化学反应速率数值判断反应速率的大小

7.(2019河北邯郸高二月考,★★☆)反应4NH3+5O2 4NO+6H2O在5 L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3 mol,则此反应的平均速率为(　　)

A.v(NH3)=0.002 mol/(L·s)

B.v(O2)=0.01 mol/(L·s)

C.v(NO)=0.008 mol/(L·s)

D.v(H2O)=0.004 mol/(L·s)

8.(★☆☆)对反应A+3B 2C来说,下列反应速率中最快的是(　　)

A.v(A)=0.3 mol·L-1·min-1

B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1

C.v(C)=0.5 mol·L-1·min-1

D.v(A)=0.01 mol·L-1·s-1

易错点5　对化学反应限度的理解错误

9.(2019山西忻州一中月考,★★☆)恒温恒容的条件下对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(放热反应),达到化学平衡状态的标志为(　　)

A.断开1个N≡N键的同时有6个N—H键形成

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2的状态

思想方法练　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

数形结合思想在化学反应与能量变化中的应用

1.(★★☆)如图表示化学反应过程中的能量变化,据图判断下列说法中合理的是(　　)

A.500 mL 2.0 mol·L-1 HCl溶液和500 mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液的反应符合图(a),且放出热量为ΔE1

B.500 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L-1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b),且吸收热量为ΔE2

C.发生图(a)能量变化的任何反应,一定不需要加热即可发生

D.CaO溶于水、浓硫酸稀释时的能量变化均符合图(a)

2.(2019浙江丽水四校高一下期中,★★☆)如图所示,对A生成C的反应,下列结论正确的是(　　)

A.该反应为吸热反应

B.该反应进行时,一定有能量放出

C.A比C稳定

D.该反应不需要加热一定就可以进行

3.(2019辽宁六校协作体高一期中,★★☆)已知:1 mol H2(g)和1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(g),放出270 kJ热量。下列说法正确的是(　　)

A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应

B.1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ

C.在相同条件下,1 mol H2与1 mol F2的能量总和小于2 mol HF气体的能量

D.该反应中的能量变化可用下图来表示

4.(2020江西南昌高一月考,★★☆)反应A+B C(反应放热)分两步进行:①A+B X(反应吸热),②X C(反应放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)

5.(2020云南怒江高一期末,★★☆)将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,将b g(a=b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(如下图中虚线所示)正确的是(　　)

6.(★★☆)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在反应过程中的能量变化如图所示。下列判断正确的是(　　)

A.生成1 mol CH3OH(g)吸收91 kJ的能量

B.用碳制备原料气CO、H2的反应属于放热反应

C.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.该反应如果生成液态CH3OH,则放出的能量更少

7.(2020四川攀枝花期末质量监测,★★☆)科学家利用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程及能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A.状态Ⅰ到状态Ⅱ是一个吸热过程

B.状态Ⅰ的总能量大于状态Ⅲ的总能量

C.状态Ⅱ→状态Ⅲ是旧化学键断裂的过程

D.在该过程中,CO分子中碳氧键没有断裂成C和O

8.(★★☆)已知某反应中能量变化如图所示,所得结论错误的是(　　)

A.该图像可以表示氯化铵与氢氧化钡晶体反应的能量变化

B.该反应过程中,一定有其他形式的能量转化成化学能

C.该反应过程中,形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量

D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应一定需要加热才可进行

9.(★★☆)在溶液中可进行反应A+B C+D,A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线(0~t1、t1~t2、t2~t3、t3~t4反应时间相同)。下列说法不正确的是(　　)

A.该反应是吸热反应

B.反应速率最大的时间段是t1~t2

C.四个时间段内生成C的量最多的是t1~t2

D.t2 min后反应速率减慢主要是因为反应物浓度减小

10.(★★☆)一定条件下,将3 mol A气体和1 mol B气体混合,通入容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) C(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡,生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示:

下列判断正确的是(　　)

A.混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态

B.2 min后,增大压强(缩小容器容积)会使正反应速率加快,逆反应速率变慢

C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1

D.开始到平衡,用A表示的化学反应速率为0.3 mol/(L·min)

11.(★★☆)甲:在试管中加入1 g粉末状大理石,加入4 mol·L-1的盐酸20 mL(过量);

乙:在试管中加入2 g颗粒状大理石,加入4 mol·L-1的盐酸20 mL(过量);下列生成CO2的体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是(　　)

12.(2019黑龙江绥化青冈一中高一期末,★★☆)某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。

(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 

(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率分别为　　　　　　、　　　　　　   。 

(3)5 min后Z的生成速率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 

答案全解全析

易混易错练

1.A　有一些放热反应需要加热才能发生,A项错误。

2.C　A项和D项为放热反应,B项和C项为吸热反应,且A、C、D项均为氧化还原反应,符合题意的是C项。

3.D　化学反应的能量变化大多表现为热量变化,但也可能转化为光能、电能等。有些放热反应不需要从外界吸收能量就能发生。物质的能量越高,越不稳定,故金刚石的稳定性比石墨差。

4.B　电极材料可以是能导电的非金属(如石墨等),A项错误;在原电池中,一般是活泼金属作负极,失去电子,电子流出,发生氧化反应,B项正确,C项错误;电流的方向与电子的移动方向相反,在外电路中电流的方向是从正极流向负极,D项错误。

5.C　该燃料电池中通入H2的电极为负极,通入O2的电极为正极。a极为负极,H2失去电子,发生氧化反应,A项正确;燃料电池相当于燃料燃烧,总反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O,B项正确;O2在正极b上发生还原反应,其电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,C项错误;氢氧燃料电池具有能量转化率高,对环境友好等优点,是一种具有应用前景的绿色电源,D项正确。

6.C　硅、铁、NaOH溶液组成原电池时,Si能与NaOH溶液反应而Fe不能,故Si为负极:Si-4e-+6OH- Si+3H2O;铁为正极:4H2O+4e- 4OH-+2H2↑,总反应为Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑。

7.A　半分钟内NO的物质的量增加了0.3 mol,则此反应用NO表示的平均速率v(NO)==0.002 mol/(L·s),根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(O2)=mol/(L·s)=0.002 5 mol/(L·s),v(H2O)=mol/(L·s)=0.003 mol/(L·s),v(NH3)=v(NO)=0.002 mol/(L·s)。综合上述分析,A项正确。

8.D　以“A”为基准物质,“min”为时间单位表示反应速率。A项,v(A)=0.3 mol·L-1·min-1;B项,v(A)=v(B)=×0.6 mol·L-1·min-1=0.2 mol·L-1·min-1;C项,v(A)=v(C)=×0.5 mol·L-1·min-1=0.25 mol·L-1·min-1;D项,v(A)=0.01 mol·L-1·s-1×60 s·min-1=0.6 mol·L-1·min-1。故选D。

9.C　断开1个N≡N键同时有6个N—H键形成只表明反应正向进行,不能体现正、逆反应速率相等,无法确定该反应是否达到平衡状态,A项错误;反应在恒温恒容容器中进行,气体总质量和体积均不变,密度始终不变,B项错误;反应前后气体总体积不同,但气体的质量不变,即当混合气体的平均相对分子质量不变时,该反应达到平衡状态,C项正确;当体系达平衡状态时,体系中N2、H2、NH3的浓度保持不变,但不一定是1∶3∶2,D项错误。

思想方法练

1.A　图(a)表示放热反应,A中反应是放热反应,A项正确;图(b)表示吸热反应,B中反应是放热反应,B项错误;一些放热反应需加热才能发生,C项错误;浓硫酸稀释时虽然会放出热量,但不属于化学反应,D项错误。

2.B　反应物总能量大于生成物总能量,该反应是放热反应,A错误;该反应为放热反应,反应进行时,一定有能量放出,B正确;A的总能量大于C,则C比A稳定,C错误;放热反应不一定容易进行,如铝热反应需要在加热条件下才能进行,D错误。

3.D　H2和F2的反应是放热反应,其逆反应为吸热反应,A项错误;HF(g) HF(l)为放热过程,则1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270 kJ,B项错误;该反应是放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,C项错误;该反应为放热反应,可用题给图示表示能量关系,D项正确。

4.D　根据①可知X的能量高于A和B的总能量,根据②可知X的能量高于C的能量,再结合A+B C为放热反应可知A和B的总能量高于C的能量,综合上述分析可知D项正确。

5.D　图中实线表示块状的碳酸钙与足量的盐酸反应,虚线表示粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,粉末状碳酸钙与盐酸的接触面积大,反应速率快,即相同时间内虚线所示的曲线对应的损失质量大,因为a=b,所以最终损失的碳酸钙质量相同,D项正确。

6.C　根据题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,A错误,C正确;碳与水蒸气在高温条件下生成CO、H2的反应属于吸热反应,B错误;CH3OH由气态变为液态要放出能量,故生成液态CH3OH时放出的能量更多,D错误。

7.C　由题图可知,状态Ⅱ的能量高于状态Ⅰ,即状态Ⅰ到状态Ⅱ是一个吸热过程,A项正确;由题图可知状态Ⅰ的总能量高于状态Ⅲ的总能量,B项正确;状态Ⅱ→状态Ⅲ是CO与O在催化剂表面形成CO2的过程,是形成化学键的过程,C项错误;由题图可知该过程中没有形成C和O,D项正确。

8.D　题图中反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,可以表示氯化铵与氢氧化钡晶体反应的能量变化,A正确;该反应过程中,热能转化为化学能,B正确;该反应为吸热反应,故形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量,C正确;虽然生成物的总能量高于反应物的总能量,但反应不一定需要加热才可进行,D错误。

9.A　根据题图可知,0~t1时间段C的浓度增加较慢,t1~t2时间段C的浓度增加很快,可推知,该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快,A项错误;反应速率最大的时间段是t1~t2,四个时间段内生成C的量最多的是t1~t2,B、C项正确;随着反应的进行,反应物浓度减小,因此t2 min后反应速率减慢主要是因为反应物浓度减小,D项正确。

10.D　产物D为固体,且容器容积恒定,混合气体的密度不再改变时,混合气体的质量不再改变,反应一定达到平衡状态,A项错误。缩小容器容积增大压强,正、逆反应速率均加快,B项错误。反应过程中A和B的转化率之比为1∶1,C项错误。0~2 min内v(A)==0.3 mol/(L·min),D项正确。

11.D　盐酸的浓度相等且均过量,所以反应速率的大小及产生CO2的多少取决于大理石,甲中CaCO3为粉末且质量小,故甲中反应快但产生的CO2少,D项符合。

12.答案　(1)3X+Y 2Z　

(2)0.05 mol·(L·min)-1　0.04 mol·(L·min)-1　

(3)不变

解析　(1)由题图可知,反应进行到5 min时达到平衡状态,此时X和Y分别减少了0.6 mol和0.2 mol,而Z增加了0.4 mol。则X和Y为反应物,Z为生成物,根据三者物质的量变化之比为3∶1∶2可知,该反应的化学方程式为3X+Y 2Z。(2)根据题图可知,反应开始至2 min、5 min时Z的增加量分别是0.2 mol、0.4 mol,则2 min内v(Z)==0.05 mol·(L·min)-1,同理可得5 min内v(Z)= =0.04 mol·(L·min)-1。(3)根据题图可知,反应进行到5 min时达到平衡状态,即5 min后处于平衡状态,Z的生成速率保持不变。