江苏专版2023_2024学年新教材高中化学专题6化学反应与能量变化测评卷苏教版必修第二册

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专题6测评 可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、O-16、Mg-24、Zn-65 一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意) 1. [2023福建龙岩连城一中月考]下列过程能将化学能转化为电能的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2. [2023福建漳州华安期中]在生产、生活中有如下做法,其中与化学反应速率无关的是(　　) A.在糕点包装内放置除氧剂 B.在铁制品表面刷油漆 C.将面团放在温热处发酵 D.在糖果制作中添加着色剂 3.下列有关化学反应中能量变化的描述不正确的是(　　) A.水从气态转化成液态的过程是一个放热反应 B.等质量的甲烷,直接燃烧的能量利用率小于制成燃料电池的能量利用率 C.化学键的断裂和形成是化学反应中存在能量变化的重要原因 D.一个化学反应的正反应是放热反应,则其逆反应一定是吸热反应 [2023江苏连云港海州期中]阅读下面资料,完成4~5题。 高纯硅(Si)是当今科技的核心材料,是现代电子信息工业的关键材料。利用高纯硅可制成计算机内的芯片和CPU,还可以制成太阳能光伏电池。目前,中国已经成为世界太阳能电池生产第一大国。制备高纯硅的反应为 SiCl4+2H2Si+4HCl。 4.下列反应条件的改变对反应速率的影响正确的是(　　) A.适当升高温度能加快反应速率 B.减小H2的压强对反应速率没有影响 C.增大H2的浓度能减缓反应速率 D.及时移走Si固体,能增大反应速率 5.制取高纯硅的反应为吸热反应,下列说法正确的是(　　) A.断开H—H键放出能量 B.形成Si—Si键放出能量 C.需要高温的反应都是吸热反应 D.反应物的总能量大于生成物的总能量 6. [2023湖北荆州月考]中科院化学所某团队报道了石墨烯纳米阵列直接生长集成智能固体镁水电池。图中VB表示电池两极电压,CB表示“普通电池”。下列叙述错误的是(　　) A.放电时镁发生氧化反应 B.放电时石墨烯纳米阵列作正极 C.放电时电子由镁极流向石墨极 D.消耗12 g Mg理论上转移2 mol电子 7. [2023广东江门一中月考]能量之间可相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是(　　)　 图Ⅰ　　图Ⅱ A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成 B.化石燃料是可再生能源,燃烧时将化学能转变为热能 C.如图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能 D.金刚石转化为石墨能量变化如图Ⅱ所示,则金刚石比石墨稳定 8.科学家用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。反应过程的示意图如下: 下列说法正确的是(　　) A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,有CO断键形成C和O的过程 C.CO和O生成了具有共价键的CO2 D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 9. [2023湖北武汉实验外国语学校月考]某实验小组将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中,用传感器探究反应过程中温度和压强的变化,结果如图,下列说法不正确的是(　　)　 A.反应过程中有热量放出 B.50 s时,溶液中溶质只有AlCl3 C.0~50 s,发生稀盐酸与Al2O3的反应 D.100~140 s,压强减小是因为温度降低 10.如图所示是425 ℃时,在1 L密闭容器中发生化学反应的物质的浓度随时间的变化示意图。 ①　　② 下列叙述错误的是(　　) A.图①中t0时,三种物质的物质的量相同 B.图①中t0时,反应达到平衡状态 C.图②中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g) D.图①②中当c(HI)=3.16 mol·L-1时,反应达到平衡状态 11.以下四位同学的观点正确的是(　　) A.根据反应Cu+H2SO4(稀)CuSO4+H2↑设计的原电池中,铜作负极 B.钠块与铜用导线连接后插入稀盐酸中,发现铜的表面很快有大量的气泡冒出 C.根据原电池原理,可以将反应2H2+O22H2O设计成原电池,且H2在负极反应 D.构成闭合回路是形成原电池的必备要素之一,电子在此闭合回路中从负极流经导线到达正极,再从正极经电解质溶液流回负极 12. [2023江苏南京航空航天大学附属高级中学期中]“碳呼吸电池”是一种新型化学电源,其工作原理如图。 下列说法正确的是(　　)　 A.该装置能将电能转变为化学能 B.正极的电极反应为C2+2e-2CO2↑ C.每得到1 mol草酸铝,电路中转移3 mol电子 D.利用该技术可捕捉大气中的CO2 13. [2023江西赣州期中]一定温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g),12 s时生成0.8 mol C,A、B物质的量变化如图。下列说法错误的是(　　)　 A.b=1,c=2 B.平衡时向容器中充入A,反应速率加快 C.平衡时气体总压强是起始的 D.若混合气体平均相对分子质量不变,该反应达到平衡状态 14. [2023江苏淮安马坝高中期中]在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是(　　) A.CH3OH(l)+O2(g)(g)+2H2O(l)　ΔH=+725.76 kJ·mol-1 B.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 451.52 kJ·mol-1 C.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1 D.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+1 451.52 kJ·mol-1 二、非选择题(共4小题,共58分) 15. (14分)[2023江苏连云港期中]化学反应总是伴随着能量的转化,给世界带来了生机和光明。 (1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种作用。 ①制作冷敷袋可以利用　　　　(填字母)。  a.放热的化学变化 b.吸热的化学变化 c.放热的物理变化 d.吸热的物理变化 ②某品牌冷敷袋是利用十水合碳酸钠(Na2CO3·10H2O)与硝酸铵在一定条件下反应起作用的,该反应过程中有两种气体产生。反应的化学方程式为  　。  (2)市场出现的“暖贴”中主要成分是铁粉、炭粉、少量氯化钠和水等,“暖贴”用塑料袋密封,使用时从塑料袋中取出轻轻揉搓就会释放热量,用完后袋内有大量铁锈生成。 ①“暖贴”中炭粉的作用是  　。  ②产生大量铁锈的主要原因是    　。  (3)氢能是发展中的新能源,与汽油相比,H2作为燃料的优点是　　　　　　　　　　　　　　。H2直接燃烧的能量转换率　　　　(填“高于”“等于”或“低于”)燃料电池。  16. (14分)[2023山东枣庄三中期中]通过化学方法可使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能量转化率。回答下列问题: (1)根据构成原电池本质判断,如下反应可以设计成原电池的是　　　　(填字母)。  A.O B.2CO+O22CO2 C.2H2O2H2↑+O2↑ D.Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2 (2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了如图两个实验。有关实验现象,下列说法正确的是　　　　(填标号)。  　甲　　　　　　　乙　 A.图甲和图乙的气泡均产生于锌棒表面 B.图乙中产生气体的速率比图甲快 C.图甲中温度计显示的最高温度高于图乙中温度计显示的最高温度 D.图甲和图乙中温度计显示的温度相等,且均高于室温 (3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示,可在固体电解质中自由移动。则NiO电极上发生的是　　　　(填“氧化”或“还原”)反应;Pt电极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视。可用碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质,一氧化碳为负极燃气,空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气,制得在650 ℃下工作的燃料电池,其负极反应为CO+C-2e-2CO2。 ①正极反应式为　。  ②总反应式为　。  17. (12分)[2023江苏省响水中学月考]原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。 Ⅰ.将纯锌片和纯铜片按如图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题: (1)下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化 C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.甲、乙两烧杯中溶液的 pH均增大 (2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲　　　　(填“>”“<”或“=”)乙。  (3)当甲中溶液质量增重31.5 g时,电极上转移电子的物质的量为　　　　。  Ⅱ.新能源汽车的推广使用有利于环境保护,降低碳排放。实施低碳经济是今后经济生活的主流。回答下列问题: (4)下列措施不利于有效减少二氧化碳的是　　　　(填字母)。  A.植树造林,保护森林,保护植被 B.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气 C.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发 D.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高 (5)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 ①能判断该反应已达化学平衡的标志是　　　　 (填字母)。  a.CO2百分含量保持不变 b.容器中混合气体的质量保持不变 c.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1 d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等 ②现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示: 从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  18. (18分)[2023湖南联考期中]化学反应是人类获取能量的重要途径,我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。 Ⅰ.回答下列问题: (1)从能量变化角度研究反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)。下图能正确表示该反应中能量变化的是　　　　(填字母)。  A　　B (2)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表: 则常温常压下,1 mol H2在空气中充分燃烧,生成1 mol H2O(g)放出热量　　　　kJ。  Ⅱ.各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上,实现了节能减排,也为生活带来了极大的便利。 (3)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池,其构造如图所示。 ①电池工作时,电子由　　　　(填“Pb”或“PbO2”)流出。  ②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2S+4H+2PbSO4+2H2O,其工作时电解质溶液的pH将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (4)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示: ①a气体是　　　　。  ②电池每消耗标准状况下5.6 L氢气,电路中通过的电子数目为　　　　。  Ⅲ.为了更好地利用化学反应中物质和能量的变化,在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和限度。能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要因素。某温度下,向2.0 L的恒容密闭容器中充入 2.0 mol N2和2.0 mol H2,发生反应,实验数据如下表所示: (5)0~50 s内的平均反应速率v(N2)=　　　　。  (6)为加快反应速率,可采取的措施是　　　　(填字母)。  a.升高温度 b.增大容器体积 c. 加入合适的催化剂 (7)上述反应中,氢气的平衡转化率为　　　　　。  专题6测评 1.D　解析冰雪融化要吸热,将热能转化为内能,A错误;水力发电是水的势能转化为动能,再转化为电能的过程,B错误;太阳能集热是将太阳能转化为热能的过程,C错误;锂电池为原电池装置,将化学能转化为电能,D正确。 2.D　解析在糕点包装内放置除氧剂吸收氧气,降低氧气的浓度,减慢氧化还原反应的速率,A不符合题意;在铁制品表面刷油漆隔绝空气,降低金属腐蚀的速率,B不符合题意;将面团放在温热处发酵,升高温度加快反应速率,C不符合题意;在糖果制作中添加着色剂与速率无关,D符合题意。 3.A 4.A　解析升高温度能加快反应速率,A正确;减小H2的压强,反应速率减慢,B错误;增大H2的浓度能加快反应速率,C错误;及时移走Si固体,对反应速率没有影响,D错误。 5.B　解析断开H—H键吸收能量,A错误;形成Si—Si键放出能量,B正确;反应条件与反应放热吸热没有绝对关系,C错误;吸热反应反应物的总能量小于生成物的总能量,D错误。 6.D　解析观察图示,电子由负极流向正极,故镁为负极,发生氧化反应,A正确;石墨为正极,B正确;电子由镁极经外电路流向石墨极,C正确;Mg-2e-Mg2+,12gMg的物质的量为0.5mol,完全反应时理论上转移1mol电子,D错误。 7.A　解析化学键的断裂和生成使化学反应中有能量变化,化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和生成,A正确;化石燃料是不可再生能源,B错误;图Ⅰ中没有构成闭合回路,则不能将化学能转变为电能,C错误;图Ⅱ中反应物总能量大于生成物总能量,则石墨能量更低,更稳定,D错误。 8.C　解析由题图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;由题图可知不存在CO的断键过程,B错误;CO与O形成CO2,CO2含有共价键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,而不是与氧气反应,D错误。 9.B　解析未打磨的铝片表面有一层致密的氧化铝氧化膜,氧化铝与稀盐酸发生反应生成氯化铝和水,此时无气体放出,所以压强变化不大,氧化膜被损耗完以后,裸露的铝与稀盐酸发生反应生成氯化铝和氢气,压强增大,根据温度随反应过程中变化情况可知,密闭容器中温度升高,则说明铝与稀盐酸反应放热。根据分析可知,50~100s体系温度有升高,反应放热,A正确;50s时,氧化铝与盐酸反应完,铝还没来得及反应,所以溶液中盐酸过量,溶质主要为AlCl3和HCl,B错误;起初0~50s,发生稀盐酸与Al2O3的反应,C正确;100s之后反应停止,压强减小是因为温度降低,D正确。 10.B　解析图①中t0时,H2、I2、HI的物质的量浓度相等,但未保持不变,没有达到平衡状态。 11.C　解析铜与稀硫酸不反应,无法设计成原电池,A错误;钠能与盐酸剧烈反应放热而熔化,不能作为电极材料,B错误;电子在负极生成经导线流向正极,在正极被消耗,不可能经过电解质溶液,D错误。 12.D　解析该装置为原电池,化学能转变为电能,A错误;Al为活泼金属作负极,通入CO2的电极作正极,得到电子,化合价降低,可知CO2得电子生成C2,电极反应为2CO2+2e-C2,B错误;1mol草酸铝含2molAl3+,则有2molAl单质失去6mol电子,C错误;该装置中CO2最后生成C2,可以捕捉大气中的CO2,减弱温室效应,D正确。 13.C　解析12s时,反应已达到平衡状态,生成0.8molC,由图可知,A、B分别消耗的物质的量为(1.6-0.4)mol=1.2mol、(1.0-0.6)mol=0.4mol,由物质的转化量之比等于化学计量数之比可得1.2∶0.4∶0.8=3∶1∶2,则b=1,c=2,A正确;容器容积不变,平衡时向容器中充入A,反应物浓度增大,反应速率加快,B正确;起始总物质的量为(1.6+1.0)mol=2.6mol,由A分析知,平衡时混合气体总物质的量为(0.4+0.6+0.8)mol=1.8mol,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,则,即平衡时气体总压强是起始的,C错误;由A分析知,该反应3A(g)+B(g)2C(g)为气体分子数减小的反应,则混合气体总的物质的量是个变量,反应前后混合气体的总质量不变,因此混合气体的平均相对分子质量是个变量,当其不变时,说明反应达平衡状态,D正确。 14.B　解析1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则32g甲醇即1mol甲醇燃烧放出的热量为725.76kJ,64g甲醇即2mol甲醇燃烧放出的热量为1451.52kJ,则热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-725.76kJ·mol-1或2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1451.52kJ·mol-1。 15.答案 (1)①bd　②Na2CO3·10H2O+2NH4NO32NaNO3+2NH3↑+CO2↑+11H2O　(2)①炭粉、铁粉、少量氯化钠和水构成原电池,炭粉作正极　②铁为负极失去电子被氧化成Fe2+,与正极生成的OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3在一定条件下发生脱水反应,生成红色的铁锈　(3)污染小、可再生、来源广、燃烧热值高等　低于 解析(1)①制作冷敷袋,需要吸收外界能量,使环境温度降低,可以利用吸热的化学变化或吸热的物理变化。②Na2CO3·10H2O和硝酸铵反应有两种气体产生,生成的气体只能是氨气和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2CO3·10H2O+2NH4NO32NaNO3+2NH3↑+CO2↑+11H2O。 (2)①铁粉、炭粉、少量氯化钠和水构成原电池,铁为负极、炭粉为正极,“暖贴”中炭粉的作用是作正极。②铁粉、炭粉、少量氯化钠和水构成原电池,铁为负极失去电子被氧化成Fe2+,与正极生成的OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3在一定条件下发生脱水反应,生成红色的铁锈。 (3)H2作为燃料的优点是污染小、可再生、来源广、燃烧热值高等。原电池能提高能量利用率,H2直接燃烧的能量转换率低于燃料电池。 16.答案 (1)BD　(2)BC　(3)氧化　O2+4e-2　(4)①O2+4e-+2CO22C　②2CO+O22CO2 解析(1)根据构成原电池本质可知,原电池反应为氧化还原反应,同时是放热反应。A.不是氧化还原反应,不可以设计成原电池,错误;B.是氧化还原反应,且是放热反应,可以设计成原电池,正确;C.是氧化还原反应,但为吸热反应,故不可以设计成原电池,错误;D.是氧化还原反应,且是放热反应,可以设计成原电池,正确。 (2)图甲的气泡产生于锌棒表面,图乙形成原电池,氢离子在铜棒表面得电子,气泡产生于铜棒表面,A错误;图乙形成原电池,产生气体的速率比图甲快,B正确;图甲中反应的化学能全部转化为热能,而图乙中的化学能部分转化为电能,部分转化为热能,故图甲中温度计显示的最高温度高于图乙中温度计显示的最高温度,且均高于室温,C正确、D错误。 (3)原电池中,NiO电极为负极,电极上NO失电子发生氧化反应生成NO2;Pt电极为正极,O2在正极上发生还原反应生成,电极反应式为O2+4e-2。 (4)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧,故总反应式为2CO+O22CO2,已知负极反应为CO+C-2e-2CO2,由总反应式减去负极反应可得,正极反应式为O2+4e-+2CO22C。 17.答案 (1)BD　(2)>　(3)1 mol　(4)B　(5)①ad ②0.375 mol·L-1·min-1 解析(1)乙没有形成闭合回路,没有构成原电池,乙不能把化学能转变为电能,A错误;乙没有构成原电池,铜和稀硫酸不反应,乙铜片上没有明显变化,B正确;甲构成原电池,甲中铜片发生反应2H++2e-H2↑,铜片质量不变,C错误;甲、乙两烧杯中都发生反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,溶液的pH均增大,D正确。 (2)甲构成原电池,在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲>乙。 (3)甲中发生反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,根据差量法可得(设消耗Znxmol): Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 65xg　　　　　　　　2xg 65x-2x=31.5,解得x=0.5,根据Zn-2e-Zn2+可知,电极上转移电子的物质的量为1mol。 (4)A.植物光合作用吸收二氧化碳,植树造林,保护森林,保护植被,有利于有效减少二氧化碳;B.化石燃料燃烧产生大量二氧化碳,加大对煤和石油的开采,并鼓励使用液化石油气,不利于有效减少二氧化碳;C.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发,有利于减少化石燃料消耗,有利于有效减少二氧化碳;D.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高,有利于减少化石燃料消耗,有利于有效减少二氧化碳。 (5)①a.CO2百分含量保持不变,则CO2的浓度不变,说明反应达到平衡状态;b.根据质量守恒,容器中混合气体的质量是恒量,容器中混合气体的质量保持不变,反应不一定平衡;c.投料比与反应系数比相等,H2浓度与CO2浓度之比始终为3∶1,容器中H2浓度与CO2浓度之比为3∶1,反应不一定平衡;d.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态。②根据图示,从反应开始到平衡,CO2的浓度降低1.5mol·L-1,则氢气的浓度降低4.5mol·L-1,氢气的平均反应速率v(H2)==0.375mol·L-1·min-1。 18.答案 (1)A　(2)242　(3)①Pb　②增大　(4)①H2(或氢气)　②3.01×1023　(5)0.001 2 mol·L-1·s-1　(6)ac　(7)30% 解析(1)氢气与氧气反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,则A符合。 (2)反应H2(g)+O2(g)H2O(g),断键吸收的热量为436kJ+×496kJ=684kJ,成键放出的热量为2×463kJ=926kJ,故该反应放出的热量为926kJ-684kJ=242kJ。 (3)①铅蓄电池中,Pb为负极,失电子被氧化,电子由Pb电极流出。②根据总反应可知,放电过程中消耗了氢离子,产生了水,溶液的氢离子浓度下降,酸性减弱,pH增大。 (4)①由图可知,放电时H+向右移动,则右端通入气体b的为正极,则b为氧气,a为氢气。②根据题意,负极电极反应为H2-2e-2H+,n(H2)==0.25mol,则电路中通过的电子数目为0.25mol×2×6.02×1023mol-1=3.01×1023。 (5)根据表格数据可知在0~50s内NH3的物质的量增加了0.24mol,则由物质反应转化关系可知会消耗0.12molN2,故v(N2)==0.0012mol·L-1·s-1。 (6)升高温度,能加快反应速率,a正确;增大容器的体积,导致物质的量浓度减小,反应速率减小,b错误;加入合适催化剂,反应速率加快,c正确。 (7)根据表格中的数据可知,平衡时生成氨气0.4mol,则消耗氢气0.6mol,故H2的转化率=×100%=30%。ABCD冰雪融化水力发电太阳能集热锂电池放电化学键H—HOOH—O键能(kJ·mol-1)436496463t/s050150250350n(NH3)/mol00.240.360.400.40