高中化学人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量单元综合与测试教学设计

 化学反应与能量  寒假预习卷

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分

分卷I

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)                                                                         

1.下列有关电池的说法不正确的是(　　)

A． 手机上用的锂离子电池属于二次电池

B． 铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C． 甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D． 锌锰干电池中，锌电极是负极

2.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(　　)

A．v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1

B．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1

C．v(N2)＝0.02 mol·L－1·s－1

D．v(H2)＝0.04 mol·L－1·s－1

3.制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制取高纯度硅常用以下反应实现：

①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)

②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)

对以上两个反应的下列叙述错误的是(　　)

A． 两个反应都是置换反应

B． 反应①所需粗硅可通过反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑来制备

C． 两个反应都是氧化还原反应

D． 两个反应互为可逆反应

4.把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中，发生反应A＋B2＋===A2＋＋B。以下叙述正确的是(　　)

A． 常温下金属A一定能与水反应，B一定不能与水反应

B． A与B用导线连接后放入酒精中，一定形成原电池

C． A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中，一定有电流产生

D． 由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池，A一定是正极，B一定是负极

5.有下列七个反应：①煅烧石灰石制生石灰、②燃烧蜂窝煤取暖、③炸药爆炸、④硫酸与氢氧化钾溶液反应、⑤生石灰与水作用制熟石灰、⑥食物腐败、⑦碳与水蒸气反应制得水煤气。其中放热反应的一组是(　　)

A． ①⑦

B． ①⑤⑦

C． ②③④⑥

D． ②③④⑤⑥

6.下列四幅图所表示的变化中，反应速率最快的是(　　)

7.一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(　　)

A． C生成的速率是A反应速率的2倍

B． A、B、C的浓度不再变化

C． 单位时间内生成nmol A，同时生成3nmol B

D． A、B、C的分子数之比为1∶3∶2

8.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是(　　)

A． 天然气、石油、流水、风力、氢气为一次能源

B． 无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能

C． PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素

D． 发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统

9.某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A． 无论a和b是否连接均可形成原电池

B． a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

C． a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－=== Cu

D． 无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

10.在2 L的密闭容器中，反应物的物质的量为3 mol，经过20 s后，它的物质的量变成了1 mol，在这20s内它的反应速率为(　　)

A． 0.1 mol ·L－1·s－1

B． 0.05 mol ·L－1·min－1

C． 0.05 mol ·L－1·s－1

D． 0.8 mol ·L－1·s－1

二、双选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)                                                                         

11.100 mL 3 mol·L－1硫酸跟过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量(　　)

A． 硝酸钠溶液

B． 硫酸钾溶液

C． 碳酸钠溶液

D． 水

12.一定温度下，有反应N2O4(g)2NO2(g)，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)

13.在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最慢的是(　　)

A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1

B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1

C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1

D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1

14.如下图所示，下列叙述正确的是(　　)

A． 铜是负极，铜片上有气泡产生

B． 铜片质量逐渐减少

C． 电子从锌片经导线流向铜片

D． 氢离子在铜片表面被还原

分卷II

三、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)                                                                         

15.现用如图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1 000 mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。

请回答下列问题：

(1)b电极材料为________，其电极反应式为_________________________________。

(2)当量筒中收集到672 mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为________mol，此时a电极质量________(填“增加”或“减少”)________g。

(3)如果将a、b两电极的电极材料对调，U形管中将出现的现象是_________________

_______________________________________________________。

16.SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示：

(1)若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入一氧化碳的一极为________极。

(2)若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为_____________________________。

(3)若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则正极的电极反应式为____________________________。

17.工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。

(1)曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。计算当反应生成1.5 mol CH3OH(g)时，能量变化是______ kJ。

(2)选择适宜的催化剂________(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。

(3)推测反应CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)是______(填“吸热”或“放热”)反应。

18.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，是工业制硫酸的主要反应之一。

(1)该反应过程的能量变化如图所示：

由图中曲线变化可知，该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5后，改变的是图中的________。

A．ΔHB．EC．ΔH－ED．ΔH＋E

(2)在2 L绝热密闭容器中投入2 mol SO2和bmol O2，下图是部分反应物随时间的变化曲线。

①10  min时，v(SO3)＝________。

②反应达到平衡时，SO2的转化率为________。

③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是________。

A．v(SO3)＝v(SO2)

B．混合气体的密度保持不变

C．t时刻，体系的温度不再发生改变

D．混合气体的总物质的量不再改变

答案解析

1.【答案】B

【解析】手机上用的锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池；铜锌原电池中锌为负极，铜为正极，其外电路中电子由锌电极(负极)流向铜电极(正极)，电流方向则由铜电极(正极)流向锌电极(负极)；各类电池都是将化学能转化成电能；锌锰干电池中，锌是负极，石墨碳棒是正极。

2.【答案】C

【解析】根据同一化学反应用不同物质所表示的反应速率之比等于其方程式中的化学计量数之比，将它们都转化为用N2表示的速率，比较数值大小即可，注意单位统一。

3.【答案】D

【解析】两个反应不在“同一条件下”进行，二者不是可逆反应；两个反应都有单质参加和新单质生成，所以它们都是置换反应和氧化还原反应。

4.【答案】C

【解析】A＋B2＋===A2＋＋B说明A比B活泼，但A、B有可能都在金属活动性顺序表H之后，因此A、B都有可能不与水反应，故A错；酒精是非电解质，不能形成原电池，B错；由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池，A一定是负极，B一定是正极。

5.【答案】D

【解析】①常见的放热反应：物质燃烧、金属与酸反应、金属与水反应、酸碱中和反应、铝热反应和绝大多数化合反应等。

②常见的吸热反应：绝大数分解反应、某些化合反应(如碳与二氧化碳的反应)、碳与水蒸气的反应、氯化铵晶体与Ba(OH)2·8H2O的反应等。

6.【答案】B

【解析】火药爆炸是瞬间完成的，溶洞形成,牛奶变质,铁桥生锈是缓慢过程。

7.【答案】B

【解析】①基本规律：正反应速率和逆反应速率相等，或各组分的物质的量、体积分数、质量分数、浓度等不再变化时，反应达到平衡状态(浓度不一定相等)。

②对于体积变化的气体反应，容器内气体的总物质的量、气体的总压强、混合气体的平均相对分子质量等不再变化时，反应达到平衡状态。

③先确定正反应(生成C、A反应)和逆反应(生成A、生成B)，再判断它们的反应速率是否相等。生成A和生成B同为正反应，无法判断正反应速率和逆反应速率相等。

8.【答案】D

【解析】氢气是二次能源；风力发电不是将化学能转化为电能；砷不是金属元素。

9.【答案】A

【解析】①a和b不连接时，不能形成原电池，铁与硫酸铜溶液发生置换反应，有铜析出。

②a和b用导线连接时，形成原电池，铁是负极，发生氧化反应；铜极为正极，溶液中的铜离子移向正极(铜)得到电子被还原，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。

③无论a和b是否连接，铁片都能溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色。

10.【答案】C

【解析】反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，所以该反应物的反应速率＝＝0.05 mol ·L－1·s－1。

11.【答案】BD

【解析】加水稀释或加入硫酸钾溶液，氢离子浓度降低，化学反应速率减小，但生成氢气的总量不变；加入碳酸钠溶液，氢离子减少，其浓度降低，化学反应速率减小，生成氢气的总量减小；加入硝酸钠溶液，形成稀硝酸溶液，生成一氧化氮气体，影响生成氢气的总量。

12.【答案】AD

【解析】此反应为物质的量增大的反应，物质的总质量不变。压强恒定时，体积增大，密度减小，密度不变时，反应达到平衡；反应过程中正反应速率逐渐减小，最后保持不变；反应达平衡时，各物质的物质的量不再发生变化，其转化率不再变化。

13.【答案】AD

【解析】根据同一化学反应用不同物质所表示的反应速率之比等于其方程式中的化学计量数之比，将它们都转化为用物质B表示的速率，比较数值大小即可，注意单位统一。A项中v(B)＝0.25 mol·L－1·s－1，C项中v(B)≈0.27  mol·L－1·s－1，D项中v(B)＝0.25 mol·L－1·s－1。

14.【答案】CD

【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子，在正极铜表面得到电子被还原，有氢气产生。

15.【答案】(1)铜　2H＋＋2e－===H2↑

(2)0.06　减少　1.95

(3)左端液面下降，右端液面上升

【解析】(1)纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池，由图可知b电极处有氢气生成，则b为铜，为正极；a为锌，为负极；b电极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)当量筒中收集到672 mL(标准状况下)气体时，n(H2)＝＝＝0.03  mol，已知b电极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则通过导线的电子的物质的量为0.06 mol，a电极上的反应为Zn－2e－===Zn2＋，则溶解的Zn的物质的量为0.03 mol，则减少的Zn的质量为65 g·mol－1×0.03  mol＝1.95 g。(3)如果将a、b两电极的电极材料对调，则右边为锌，失电子作负极，左边为铜，作正极，氢离子得电子生成氢气，所以U形管中左端液面下降，右端液面上升。

16.【答案】(1)正　(2)SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋

(3)O2＋4e－＋4H＋===2H2O

【解析】(1)一氧化碳与氢气反应生成甲醇时，氢元素化合价升高，通入氢气的一极为负极；碳元素化合价降低，通入一氧化碳的一极为正极。

(2)二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸时，硫元素化合价升高，通入二氧化硫的一极为负极。

(3)二氧化氮、氧气与水反应生成硝酸时，氧元素化合价降低，通入氧气的一极为正极。

17.【答案】(1)放热　136.5　(2)不能　(3)吸热

【解析】(1)由题图知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，能量差值为510  kJ·mol－1－419 kJ·mol－1＝91 kJ·mol－1，则反应生成1.5  mol CH3OH(g)时，能量变化是1.5 mol×91 kJ·mol－1＝136.5  kJ。(2)从图中可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变，即催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热。(3)可逆反应的正反应是放热反应，则其逆反应为吸热反应。

18.【答案】(1)放热　B　(2)①0.05 mol·L－1·min－1

②70%　③CD

【解析】(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应。该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5后降低活化能，但不能改变反应热，因此改变的是图中的E。(2)①由图可知10 min时生成三氧化硫是1  mol，浓度是0.5  mol·L－1，则v(SO3)＝0.5 mol·L－1÷

10 min＝0.05  mol·L－1·min－1；②反应达到平衡时生成三氧化硫是1.4 mol，则根据方程式可知消耗二氧化硫是1.4 mol，SO2的转化率为×100%＝70%；③v(SO3)＝v(SO2)中没有指明反应的方向，则不能说明反应达平衡状态，A项错误；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度保持不变不能说明反应达平衡状态；B项错误；由于是绝热密闭容器，则t时刻，体系的温度不再发生改变时说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，C项正确；正反应是体积减小的可逆反应，则混合气体的总物质的量不再改变时说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，D项正确。