人教版高中化学选修四第二章 化学反应与能量单元练习题.docx

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人教版高中化学选修四第二章化学反应与能量单元练习题

第二章化学反应与能量

一、单选题

1.关于能源的开发和节约，下列观点错误的是（　　）

A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为

B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现

C．能源的开发利用，必须同时考虑对环境的影响

D．氢气是一种高效无污染的能源，可以设法进行开发

2.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即能制冷。

该化学物质是（　　）

A．酒精

B．生石灰

C．氢氧化钠

D．硝酸铵

3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法中正确的是（　　）

A．电子由锌通过导线流向铜

B．该装置将电能转化为化学能

C．锌电极发生还原反应

D．铜电极上无气泡产生

4.最早使用的化学电池是锌锰电池，即大家熟悉的干电池，其结构如图所示。

尽管这种电池的历史悠久，但对于它的化学过程人们尚未完全了解。

一般认为，放电时，电池中的反应如下：

E极：

2MnO2＋2e－＋2

===Mn2O3＋H2O＋2NH3↑

F极：

Zn－2e－===Zn2＋

总反应式：

2MnO2＋Zn＋2

===Mn2O3＋Zn2＋＋2NH3↑＋H2O

下列说法正确的是（　　）

A．E极是电池的正极，发生的是氧化反应

B．F极是电池的负极，发生的是氧化反应

C．从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池

D．锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的

5.下列现象中，能说明铝在氧气中燃烧是化学变化的是（　　）

A．发出耀眼白光

B．生成白色粉末

C．放出大量的热

D．铝的质量减少

6.下列说法中错误的是（　　）

A．在海底高压、低温下形成的晶体CH4·nH2O，俗称“可燃冰”，有可能成为人类未来的重要能源

B．向包有过氧化钠的脱脂棉吹气后脱脂棉燃烧，说明二氧化碳、水与过氧化钠反应是放热反应

C．有的物质即使充分燃烧，其产物也会污染环境污染

D．核电厂发电时，是将核燃料的化学能转变为电能

7.下列物质加入水中显著放热的是（　　）

A．生石灰

B．固体氯化钠

C．无水乙醇

D．固体硝酸铵

8.下列说法不正确的是（　　）

A．化学变化中一定有化学键的断裂

B．化学变化中一定有化学键的形成

C．有化学键断裂的变化一定是化学变化

D．氯化钠熔化过程中化学键被破坏

9.为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（　　）

A．答案A

B．答案B

C．答案C

D．答案D

10.一种微生物燃料电池的结构示意图如下，关于该电池的叙述正确的是（　　）

A．电池工作时，电子由a流向b

B．微生物所在电极区放电时发生还原反应

C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区

D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O

11.实验室用30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气。

下列措施中不可能加快反应速率的是（　　）

A．将所用硫酸加入适量水进行稀释

B．将锌粒改为锌粉

C．寻找一种合适的催化剂并加入其中

D．适当升高温度

12.可逆反应CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g），达到限度后，欲提高一氧化碳的转化率，可以采取的措施为（　　）

A．使用催化剂

B．增大压强

C．增大一氧化碳的浓度

D．增大水蒸气的浓度

13.反应C（石墨）===C（金刚石）是吸热反应，下列说法中不正确的（　　）

A．金刚石和石墨是不同的单质

B金刚石和石墨可以相互转化

C．石墨比金刚石更稳定

D．相同质量的石墨比金刚石的能量高

14.近年来，科学家新研制的一种酸性乙醇电池（用磺酸类质子作溶剂），比甲醇电池效率高出32倍，电池反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池构造如下图所示：

下列关于该电池的说法不正确的是（　　）

A．通入乙醇的一极为负极

B．正极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O

C．负极反应式为C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋

D．随着反应的进行，溶液的酸性保持不变

15.一定条件下，将3molA气体和1molB气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：

3A（g）＋B（g）

C（g）＋2D（s）。

2min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．若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．2min后，加压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0.3mol·L－1·min－1

二、双选题

16.高温下，炽热的铁与水蒸气在一容积可变的密闭容器中进行如下反应：

3Fe（s）＋4H2O（g）

Fe3O4（s）＋4H2（g）。

下列条件的改变对反应速率几乎无影响的是（　　）

A．增加Fe的量

B．保持容积不变，充入N2，使体系压强增大

C．将容器的容积缩小一半

D．压强不变，充入N2，使容器容积增大

17.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

18.下图是425℃时，在1L密闭容器中发生化学反应的速率与浓度变化示意图。

下列叙述错误的是（　　）

A．图①中起始加入的是H2（g）和I2（g）

B．图②中起始加入的是H2（g）和I2（g）

C．图①与图②中起始反应物不同

D．图①②中当时间到达t时刻时，反应就停止了

19.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（　　）

A．4－3－2－1

B．1－2－3－4

C．3－4－2－1

D．1－2－4－3

三、填空题

20.实验室中通常用MnO2作催化剂分解H2O2，已知CuSO4溶液对H2O2的分解也具有催化作用，某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。

请你帮助他们完成实验报告：

（1）实验过程：

在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火星的木条伸入试管。

实验现象：

____________________________________________________。

实验结论：

FeCl3溶液可以催化分解H2O2。

（2）已知FeCl3在水中可解离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想：

甲同学的猜想：

真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O；

乙同学的猜想：

真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3＋；

丙同学的猜想：

真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl－。

你认为最不可能的是________同学的猜想，理由是___________________________________。

（3）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究，请你仔细分析后填表：

21.写出下列化学电源（原电池）的电极反应式。

（1）镍镉电池的反应方程式：

Cd＋2NiO（OH）＋2H2O===Cd（OH）2＋2Ni（OH）2，氢氧化钾溶液为电解质溶液。

①负极________________________________________________________________________；

②正极________________________________________________________________________。

（2）镍氢电池的反应方程式：

MH＋NiOOH===M＋Ni（OH）2，MH为吸附了氢原子的储氢合金（最常用储氢合金为LaNi5），氢氧化钾溶液为电解质溶液。

①负极________________________________________________________________________；

②正极________________________________________________________________________。

（3）锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。

因易产生爆炸，民间已不再使用。

某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2。

①负极________________________________________________________________________；

②正极________________________________________________________________________。

22.太阳能的开发与利用是21世纪的一个重要课题。

（1）利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下，某种盐熔化，吸收热量；晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节，已知下列数据：

其中最适宜作储能介质的是________（填字母）。

A．CaCl2·6H2OB．Na2SO4·10H2O

C．Na2HPO4·12H2OD．Na2S2O3·5H2O

（2）下图是一种太阳能热水器的示意图，图中A是集热器，B是储水容器，C是供阴天时加热的辅助电热器，根据对水的密度的认识，你估计在阳光照射下水将沿________（填“顺”或“逆”）时针方向流动。

23.如下图所示，可形成氢氧燃料电池。

通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种。

回答下列问题：

（1）酸式氢氧燃料电池（电解质溶液为硫酸）

①负极反应式为__________________________________________________________________；

②正极反应式为_________________________________________________________________；

③电池总反应方程式_____________________________________________________________；

④电解质溶液pH的变化________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）碱式氢氧燃料电池（电解质溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液）

①负极反应式为_________________________________________________________________；

②正极反应式为_________________________________________________________________；

③电池总反应方程式_____________________________________________________________；

④电解质溶液pH的变化________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

24.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量的硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有________；

（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________；

（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________（答两种）；

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：

V1＝________，V4＝________，V9＝________；②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；③该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因：

________________________________________________________________________。

四、实验题

25.某研究性学习小组在探究淡黄色过氧化钠与水反应是放出热量还是吸收热量时设计了如图所示的实验装置。

在小试管里加入1g淡黄色过氧化钠，把小试管套在带支管的试管内。

在U形管内加入少量红墨水。

打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。

再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

（1）过氧化钠的电子式________________。

（2）写出上述反应的化学方程式___________________________________________________。

（3）下列各图中，表示过氧化钠与水反应的图是（　　）

26.按照下图所示的操作步骤，完成氢氧化钠与盐酸的反应的实验。

回答下列问题：

（1）反应后混合溶液的温度与反应前盐酸和氢氧化钠溶液的温度相比较其变化是_______________________________________________________________________________。

（2）你认为酸碱中和反应是放热反应还是吸热反应____________________________________。

（3）写出该反应的离子方程式：

____________________________________________________。

27.如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中，试回答下列问题：

（1）实验中观察到的现象是_______________________________________________________。

（2）产生上述现象的原因是_______________________________________________________。

（3）写出有关反应的离子方程式：

_________________________________________________。

（4）由实验推知，氯化镁溶液和氢气的总能量________（填“大于”、“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。

五、计算题

28.

（1）在反应A（g）＋3B（g）===2C（g）中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为mol·L－1·min－1。

（2）在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2的物质的量为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为。

（3）将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应：

3A（g）＋B（g）

2C（g），在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol·L－1·s－1，则在2s时，容器中有molA，此时C的物质的量浓度为。

29.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：

3A（g）＋B（g）

2C（g）＋2D（g），反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。

（1）用C表示10s内反应的平均反应速率为________。

（2）反应前A的物质的量浓度是________。

（3）10s末，生成物D的浓度为________。

（4）A与B的平衡转化率之比为________。

（5）反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），气体的密度变化是________。

（6）平衡后，若改变下列条件，生成D的速率如何变化（填“增大”、“减小”或“不变”）：

①降低温度____________；②增大A的浓度_________________________________________；

③恒容下充入氖气____________。

答案解析

1.【答案】B

【解析】能量守恒是对的，但能被人类利用的能量形成确实有限的，当能量在使用过程中转化成不能再被利用的形成时，对人类来说这部分能源就失去了。

2.【答案】D

【解析】硝酸铵与水混合吸收热量使温度降低，具有制冷的作用；生石灰、氢氧化钠与水混合放出热量使温度升高，酒精溶于水无明显的热量变化。

3.【答案】A

【解析】番茄中含有酸性物质，可电离产生氢离子，能与锌、铜形成原电池，其中锌作负极，发生氧化反应；铜作正极，发生还原反应；电子由负极（锌）通过导线流向正极（铜）。

4.【答案】B

【解析】E极发生还原反应，应为电池的正极，F极发生氧化反应，为电池的负极。

干电池中反应不可逆，故不属于可充电电池。

5.【答案】B

【解析】变化过程中有无新物质生成是判断化学变化的关键。

铝在氧气中燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热、铝的质量减少等这些现象都不能说明有新物质产生；而生成白色粉末说明有新物质（氧化铝）生成，由此能判断铝在氧气中燃烧是化学变化。

6.【答案】D

【解析】在海底形成的“可燃冰”晶体CH4·nH2O，将是人类未来的重要能源；包有过氧化钠的脱脂棉吹气后能燃烧，说明脱脂棉温度升高达到了着火点，即二氧化碳、水与过氧化钠反应放出热量；含有硫或氮的物质充分燃烧的产物都是大气污染物；核电厂发电是将核能转化为电能。

7.【答案】A

【解析】硝酸铵与水混合吸收热量；生石灰与水混合放出热量；氯化钠和无水乙醇与水混合无明显的热量变化。

8.【答案】C

【解析】化学变化中一定有化学键的断裂与形成；有化学键断裂的变化不一定是化学变化，如电解质溶于水发生电离，离子化合物受热熔化等，都有化学键的断裂，但没有新的化学键的形成，它们不是化学变化。

9.【答案】D

【解析】A选项中没有对比实验、B选项中催化剂不同、C选项中前者没有催化剂后者有催化剂，无法比较温度对化学反应速率的影响。

D选项中其他条件都相同，只有温度不同，可以比较温度不同对化学反应速率的影响。

10.【答案】D

【解析】因为右侧产生CO2，说明微生物所在的电极区Cm（H2O）n失电子生成CO2，电池工作时电子由b极经外电路流向a极，A错误；微生物所在电极区放电时发生氧化反应，B错误；放电时阳离子向正极移动，C错误；放电时正极发生还原反应，D正确。

11.【答案】A

【解析】升高温度、增大浓度、增大接触面积、使用催化剂等都能增大化学反应速率。

将硫酸加水稀释，氢离子浓度减小，化学反应速率减小。

12.【答案】D

【解析】使用催化剂只能改变其化学反应速率，不能改变化学反应限度，不能提高一氧化碳的转化率；该反应前后气体的物质的量不变，增大压强能同等程度增大正反应速率和逆反应速率，对平衡无影响，不能提高一氧化碳的转化率；增大某一反应物的浓度，该反应物的转化率降低，另一种反应物的转化率提高。

13.【答案】D

【解析】金刚石和石墨是两种不同性质的单质，二者可以相互转化；石墨转化为金刚石的反应是吸热反应，说明石墨的能量低于金刚石的能量，石墨比金刚石稳定。

14.【答案】D

【解析】由乙醇电池的总反应式可知：

①乙醇中碳元素的化合价升高，失去电子发生氧化反应，通入乙醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O。

②1mol乙醇被氧化时可转移12mol电子，正极反应式两边同乘以2，使正极与负极得失电子数目相等，将电池的总反应式与正极反应式相减，得到其负极反应式为

C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋。

③反应过程中有水生成，溶液的酸性减弱。

15.【答案】D

【解析】产物D为固体，因此容器体积恒定时，若混合气体的密度不再改变，则混合气体的质量一定不再改变，反应一定达到平衡状态，A项错误；缩小体积增大压强，正、逆反应速率均加快；容器体积不变，充入与体系无关的气体，虽然容器总压强增大，但体系内各物质浓度不变，正、逆反应速率均不变，B项错误；

A的转化率为

×100%＝40%，B的转化率为

×100%＝40%，二者之比为1∶1，C项错误；v（A）＝

＝0.3mol·L－1·min－1，D项正确。

16.【答案】AB

【解析】

17.【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。

18.【答案】AD

【解析】从图①和图②的图像分析得，图①表示HI的分解反应最后达到平衡状态，图②表示合成HI的反应最后达到平衡状态，故图①与图②中起始反应物不同。

19.【答案】AC

【解析】化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3大于实验2；由于实验4固体成粉末状，比实验2的表面积大，所以反应速率实验4大于实验2；而实验4和实验3虽然浓度相同，但反应的温度不同，物质的状态也不相同，所以不能比较。

20.【答案】

（1）试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃

（2）甲　因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂

（3）

【解析】

（1）根据实验结论可知，FeCl3溶液可作H2O2溶液分解的催化剂，因此试管中产生氧气，使带火星的木条复燃。

（2）根据提出的猜想分析，H2O2溶液中自身有水，因此真正起催化作用的最不可能的是FeCl3溶液中的H2O，甲同学的猜想最不可能。

（3）根据前面的实验过程，要验证余下的两个猜想，最关键的是选用恰当的试剂，可选用HCl验证丙同学的猜想，选用Fe2（SO4）3溶液[或Fe（NO3）3溶液]验证乙同学的猜想。

结合CuSO4溶液可作为催化剂的事实分析，FeCl3溶液中真正起催化作用的是Fe3＋，据此写出相关结论。

21.【答案】

（1）①Cd＋2OH－－2e－===Cd（OH）2　②2NiO（OH）＋2H2O＋2e－===2Ni（OH）2＋2OH－

（2）①MH＋OH－－e－===M＋H2O　②NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

（3）①Li－e－===Li＋　②MnO2＋e－===MnO

【解析】

（1）由总反应式中元素化合价的变化可确定：

镉为负极（价升高）；

写出相对简单的负极反应式：

Cd＋2OH－－2e－===Cd（OH）2；

总反应式与负极反应式相减可得正极反应式：

2NiO（OH）＋2H2O＋2e－===Ni（OH）2＋2OH－。

（2）由总反应式中元素化合价的变化可确定：

MH为负极（价升高）；

写出相对简单的负极反应式：

MH＋OH－－e－===M＋H2O；

总反应式与负极反应式相减可得正极反应式：

NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－。

（3）由总反应式中元素化合价的变化可确定：

锂为负极（价升高）；

写