化学必修I第二章化学反应与能量单元测试A卷.docx

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化学必修I第二章化学反应与能量单元测试A卷

第二章化学反应与能量单元评估A卷（人教版必修2）

限时：

90分钟

总分：

110分

第Ⅰ卷（选择题，共54分）

本部分包括18个小题，每小题3分，共54分，每小题有1－2个正确选项

1.加热N2O5按下式分解：

N2O5（g）N2O3（g）＋O2（g），N2O3（g）N2O（g）＋O2（g）反应达到平衡后，再往容器中加入一定量的18O2气体，当反应重新达到平衡后，则关于18O的存在，下列说法正确的是（　　）

A.18O仅存在于O2中

B.18O不可能存在于N2O中

C.18O可存在于以上各物质中

D.18O仅可能存在于N2O3，N2O5中

解析：

本题主要考查学生对化学平衡的理解，分析时，可根据题目中所给出的两个连续反应分析其在反应中发生的变化。

加入18O2后，可分别与N2O3和N2O反应生成N2O5和N2O3，从而18O可进入N2O5和N2O3中，而N2O5和N2O3分解后又可生成N2O3和N2O，存在于N2O5和N2O3中的18O在分解时则可进入N2O3和N2O，故在以上各物质中均存在18O。

答案：

C

2.可逆反应：

2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（　　）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2　②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO　③用NO2，NO，O2表示的反应速率的比为2：

2：

1的状态　④混合气体的颜色不再改变的状态　⑤混合气体的密度不再改变的状态　⑥混合气体的压强不再改变的状态　⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥⑦　　　　　　　B．②③⑤⑦

C．①③④⑤D．全部

解析：

本题对化学平衡状态标志的考查更全面，不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断，需要对化学反应的特征与化学平衡的关系进行全面分析才能顺利作答。

①中单位时间内生成nmolO2，必生成2nmolNO，而生成2nmolNO2时，必须消耗nmolO2，①能说明达到平衡。

②不能说明。

③中属于化学反应速率与化学方程式中化学计量数的一般关系，无论达到平衡与否，都符合化学计量数之比。

有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，能说明反应达到平衡；由于反应前后体积不同，故压强不变可作为平衡的标志。

体积固定，气体质量前后守恒，密度不变，也不能说明达到平衡。

由于气体总质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，则说明气体中各物质的物质的量保持不变，可说明达到平衡状态。

答案：

A

3.下列说法中正确的是（　　）

A.升高温度只能加快吸热反应速率

B．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率

C．使用正催化剂只加快正反应速率

D．催化剂可以改变反应速率

解析：

本题考查对影响化学反应速率因素的理解。

温度升高不论对放热反应还是吸热反应，反应速率都是增大的，只是增大的倍数不同，吸热反应增大的倍数多，放热反应增大的倍数少。

压强对于有气体参加的反应速率的改变，实质上是指对容器体积的改变而引起参加反应的气体浓度变化所致。

在可逆反应中，催化剂可同等程度地改变（加快或减慢）正、逆反应速率。

答案：

D

点评：

本题考查了影响反应速率的因素，应注意各因素的适用范围及注意事项。

正催化剂是指能加快反应速率的催化剂；负催化剂是指能减慢反应速率的催化剂。

对可逆反应来说，催化剂对正、逆反应速率的影响是完全一致的。

4.已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的说法正确的是（　　）

A．X的能量一定高于M

B．Y的能量一定高于N

C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生

解析：

从物质储存的能量来分析，各种物质都储存有化学能，不同的物质所包含的化学能各不相同。

一个确定的化学反应的热效应，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

在化学反应中，“能量的变化”与反应发生的“需要条件”没有必然的联系。

有些放热反应在常温下就可进行，如白磷的缓慢氧化和自燃、酸碱中和反应等。

有些放热反应却需要较高温度才能发生，如：

铁丝在氧气中燃烧、铁粉和硫粉的反应等。

答案：

C

5.电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

下列有关电池的叙述正确的是（　　）

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

解析：

本题考查了原电池和硅及其化合物知识。

A项中在原电池中碳棒作为惰性电极，不参与反应，故A错误；B项中氢氧燃料电池是将化学能转化为电能，故B错误；D项中太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅而不是二氧化硅，故D错误；即选C。

答案：

C

6.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。

其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。

则下列叙述正确的是（　　）

A．锌为正极，空气进入负极反应

B．负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋

C．正极发生氧化反应

D．电解液肯定不是强酸

解析：

Zn与O2反应的电子转移情况为

，所以Zn作负极，负极发生氧化反应：

Zn－2e－===Zn2＋。

O2是正极反应物，发生还原反应。

若电解液是强酸，电池的化学反应不是2Zn＋O2＝2ZnO，而是Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑。

答案：

BD

7.如图中a曲线表示一定条件下可逆反应X（g）＋Y（g）2Z（g）＋W（g）（正反应放热）的反应过程。

若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（　　）

A．加入催化剂B．增大Y的浓度

C．降低温度D．增大体系压强

解析：

a曲线变为b曲线，纵坐标未变，平衡未发生移动；横坐标减小，缩短了达到平衡所需的时间，即使用了催化剂。

答案：

A

8.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是（　　）

①通入CH4的电极为正极；　②正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O；

④负极的电极反应式是CH4＋10OH－===CO

＋7H2O＋8e－；

⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；　⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。

A．①③⑤B．②④⑥

C．④⑤⑥D．①②③

解析：

一般说来，能自发进行的氧化还原反应，在理论上都可设计成原电池。

在反应中，电子从发生氧化反应（失电子）的负极流出，经过外电路流向正极（多为不活泼电极，离子或物质在该正极上得电子，发生还原反应），同时溶液中的阴、阳离子分别不断移向负极、正极，构成闭合回路。

据题意知发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO

，故④是正确的，③O2得e－被还原，作正极。

④溶液中离子移动情况受溶液（原电池内电路）中电流方向影响，内电路电流方向是由负极流向正极，阳离子的移动方向与电流方向相同，故在溶液（原电池内电路）中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

答案：

B

9.航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：

2NH4ClO4===N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑，（正反应放热）

下列对此反应的叙述中错误的是（　　）

A.上述反应属于分解反应

B.上述反应瞬间产生大量高温气体，推动航天飞机飞行

C.反应从能量变化上说，主要是化学能转化为热能和动能

D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用

解析：

由反应2NH4ClO4===N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑；（正反应放热）可看出，反应放热，产生大量气体，气体对飞机产生推动力，故A、B、C均正确。

该反应为分解反应，NH4ClO4既是氧化剂又是还原剂，D不正确。

答案：

D

10.对于可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）

A．达到化学平衡时，4v正（O2）＝5v逆（NO）

B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

D．化学反应速率关系是2v正（NH3）＝3v正（H2O）

解析：

根据化学反应中，各物质的系数之比等于它们表示的反应速率之比知A正确，化学平衡状态的判定要本着体现“同时、双向进行”原则，B项中xmolNO生成与xmolNH3消耗是单向的，故B错；增大容积相当于减小压强，正逆反应速率都减小，C错，正逆反应速率关系应为3v正（NH3）＝2v正（H2O），D错。

答案：

A

11.a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b。

将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述中不正确的是（　　）

A.导线上有电流，电流方向由a到b

B．a极质量减少，b极质量增加

C．b棒上析出氢气

D．a棒发生氧化反应，b棒发生还原反应

解析：

电流方向由正极→负极，b棒上析出Cu。

答案：

AC

12.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化如右图所示。

在下列因素中，影响反应速率的因素是（　　）

①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度

A．①④B．③④

C．①②③D．②③

解析：

镁与盐酸的反应是放热反应，随着反应的进行，一方面温度逐渐升高，另一方面镁条逐渐溶解，H＋的浓度逐渐减小。

答案：

C

13.在密闭容器中进行A2（g）＋4B2（g）2C2（g）＋3D2（g）的反应，其中A2、B2、C2、D2的起始浓度分别为0.1mol/L,0.4mol/L,0.2mol/L,0.3mol/L，当反应达到平衡后，各物质的浓度不可能是（　　）

A.c（A2）＝0.15mol/L

B.c（B2）＝0.9mol/L

C.c（C2）＝0.3mol/L

D.c（D2）＝0.6mol/L

解析：

假设正反应方向进行到底，则生成物的最大浓度为c（C2）＝0.4mol/L，c（D2）＝0.6mol/L。

由于反应可逆，不可能进行到底，因此C答案可能，D答案是不可能的；假定反应逆向进行到底，则反应物浓度最大为c（A2）＝0.2mol/L，c（B2）＝0.8mol/L，在可逆反应条件下，显然A答案可能，而B是不可能的，故答案为B、D。

答案：

BD

14.反应4A（s）＋3B（g）＝2C（g）＋D（g），经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1，对此反应速率的表示，正确的是（　　）

A.用A表示的反应速率为0.4mol·L－1·min－1

B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1

C.在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1

D.在这2min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小的

解析：

因A是固态物质，不能用其浓度变化来表示反应速率，A不正确；C所求的反应速率是2min内平均反应速率，C不正确。

答案：

BD

15.在一定条件下，将N2和H2按体积比1∶3混合充入某密闭容器，发生反应：

N2＋3H22NH3。

当反应达到平衡时，测得NH3的体积分数为40%，则N2在平衡混合气体中的体积分数为（　　）

A.40%B.20%

C.15%D.60%

解析：

本题如用常规解法，太费时，如果抓住N2和H2按方程式的化学计量数混合，又按方程式的化学计量数反应，故平衡时，N2和H2的体积比为1∶3，所以N2占（1－40%）×

＝15%

答案：

C

16.两气体A、B分别为0.6mol与0.5mol。

在0.4L密闭容器中发生反应，3A＋BmC＋2D，经5min后达到平衡，此时C为0.2mol。

又知在此反应时间D的平均反应速率为0.1mol/（L·min），下面结论正确的是（　　）

A.m值为2

B.B的转化率为20%

C.A的平均反应速率为0.1mol/（L·min）

D.平衡时反应混合物总物质的量为1mol

解析：

根据物质在5min后C的物质的量由0→0.2mol，可求出C物质的平均反应速率：

v（C）＝

＝0.1mol/（L·min）。

因为速率比即为方程式中化学计量数之比。

∴v（C）∶v（D）＝m∶2，却0.1∶0.1＝m∶2，∴m＝2。

故A选项正确。

在方程式中，B物质与D物质的反应系数之比为1∶2，所以B物质在5min内物质的量变化值Δn（B）＝

×0.2＝0.1mol。

∴B的转化率＝

×100%＝20%，故B选项也正确。

根据A与D的反应系数比可知A物质的平均反应速率应为：

v（A）＝

×v（D）＝

×0.1＝0.15mol/（L·min），故C选项错误。

平衡时反应混合物总物质的量为：

n（总）＝n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）＝

（0.6－0.3）＋（0.5－0.1）＋0.2＋0.2＝

1．1mol

或者用反应两侧物质的总物质的量相等来判断，反应前后体积不变，物质的量也不变，所以开始时，A，B总物质的量为0.6＋0.5＝1.1mol，当反应达到平衡时，混合物总物质的量也应为1.1mol。

故D选项错误。

答案：

AB

17.有X、Y、Z三种没有变价的金属，已知Y可与冷水反应，X，Z不能，若分别用X，Z的单质做两极，与电解质溶液组成原电池，Z是正极，则下列叙述正确的是（　　）

A.三种元素的氢氧化物中，Z的氢氧化物碱性最强

B.三种元素的氢氧化物中，以Y的氢氧化物热稳定性最强

C.这三种金属的硝酸盐形成混合溶液时，Z的阳离子比X，Y的阳离子易在电极上放电

D.金属的活动性：

Y>Z>X

解析：

由题设条件知，Y的活动性大于X，Z。

X，Z为原电池时，Z为正极，说明X>Z，所以三种金属的活动性为：

Y>X>Z。

在三种金属形成的氢氧化物中，Y的碱性最强，热稳定性最强，而Z的阳离子氧化性最强。

答案：

BC

18.将1体积A气体和3体积B气体混合，在560℃和催化剂存在下发生如下反应并达到平衡状态：

2A（g）＋B（g）2C（g）。

在同温同压下，测得此反应平衡前后气体的密度之比为0.9∶1，则此时A的转化率为（　　）

A.90%B.80%

C.45%D.10%

解析：

设达到平衡时有x体积A参加了反应。

　　　2A（g）＋B（g）2C（g）

起始量130

变化量x

x

平衡量1－x3－

x

故气体总体积减小[（1＋3）－（1－x＋3－

＋x）]＝

，由于混合气体的质量守恒，故气体的密度与气体的体积成反比，即

＝

，则有

＝

，解得x＝0.8，即A的转化率为80%。

答案：

B

第Ⅱ卷（非选择题，共56分）

本部分包括7个小题，共56分

19.（4分）资料1：

自然界一切能量大部分都来自太阳。

石油亦是几亿年前太阳能经过绿色植物的光合作用转化成的碳氢化合物，通过食物链转化沉积形成的。

所以有人拟定了一个化学过程：

2H2O

2H2＋O2

资料2：

1992年两位日本化学家首先以TiO2作为光电材料，实现了水的光电化学分解。

即：

2H2O

2H2↑＋O2↑

经过了20多年的深入研究，太阳光能催化分解水已经在理论和实践方面取得了可喜的进展。

但是，与实际的应用和开发还存在很大的差距。

实现光催化分解水制取氢气还需要坚持和等待，需要相关科学的支持，需要新的材料和新的合成手段，需要几代科学家的共同努力。

思考和回答下列问题：

（1）对资料1中所提及的反应，即2H2O

2H2＋O2，你的观点是（　　）

A．该过程在自然界是不可能的　　

B．该过程在自然界是可能的

C．该过程在自然界是不允许的

D．该过程在自然界是允许的

（2）与资料2中所提及的“很大差距”相关的技术问题可能为：

①太阳光的利用率；②制备催化剂的手段落后，催化剂的稳定性差；③分解后生成的O2和H2的快速分离等。

你的认识是（　　）

A．只有①②B．只有②③

C．只有①③D．有①②③

解析：

由资料分析，反应2H2O

2H2↑＋O2↑是不允许的，也是不可能的。

实现光催化分解水制H2，题目中提到的三项都是相关的技术问题。

答案：

（1）A、C　

（2）D

20.（12分）向体积为2L的容器中加入1molN2和6molH2进行可逆反应N2＋3H22NH3,2min后测得N2的物质的量为0.6mol，则：

（1）2min内，N2的物质的量减少了0.4mol，H2的物质的量减少了________，NH3的物质的量增加了________；

（2）若用N2的浓度变化来表示该反应的反应速率，即

v（N2）＝________；

（3）若用H2的浓度变化来表示该反应的反应速率，即

v（H2）＝________；

（4）若用NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率，则

v（NH3）＝________；

（5）通过上述计算，你有什么发现？

答案：

（1）1.2mol　0.8mol　

（2）0.1mol/（L·min）

（3）0.3mol/（L·min）　（4）0.2mol/（L·min）

（5）用不同物质来表示同一反应速率，速率的数值不相等，v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2，即速率之比等于各物质的计量数之比。

21.（9分）某研究性学习小组为探究固体的反应表面积与反应速率的关系，设计了如下实验：

[实验要点]

（1）锥形瓶中的碳酸钙过量，所以盐酸的体积必须尽量控制得准确一些，以使对比实验更有说服力。

（2）量筒里盛满水，倒置在水槽中。

（3）同时把注射器内的盐酸迅速注入锥形瓶中。

你推测开始时哪支量筒中排出的水多？

待反应完全后，两支量筒中液面情况如何？

请说明你的推测理由。

答案：

开始时左边量筒排出的水多，因为粉末状的CaCO3与盐酸的接触面积大，反应速率快。

待反应完全后，两支量筒中的液面一样高，因为CaCO3均过量，注入的盐酸都相等，产生CO2相等，排出的水量相同。

22.（8分）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。

据此，请回答下列问题：

（1）负极反应方程式为________；

（2）正极反应方程式为________；

（3）电池总反应的离子方程式为________；

（4）这种电池若用在宇宙飞船上还可以为航天员提供生活用水，设这种电池的总反应中每消耗1mol甲醇将生成amol水，放出QkJ热量，在实际使用这种电池每发1度电生成mg水，则电池的能量利用率为________（用a、Q、m的代数式表示）。

解析：

甲醇和氧气反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，但在碱性条件下，不会逸出CO2，而产生CO

，所以：

（1）负极反应式为2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO

＋12H2O

（2）正极反应式为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－。

（3）总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO

＋6H2O。

（4）若设消耗了甲醇xmol，依题意有：

1∶a＝x∶

，x＝m/18a，则放出热量为

kJ,1度＝1千瓦时＝1000×3600J，电池的能量利用率为

×100%＝

%

答案：

（1）2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO

＋12H2O

（2）3O2＋12e－＋6H2O===12OH－

（3）2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO

＋6H2O

（4）

%

点评：

目前关于燃料电池的研究是很多的，但不管反应如何变化，反应介质是酸还是碱，反应原理是不变的。

对于氧化还原反应来说，还原剂在负极发生氧化反应，氧化剂在正极发生还原反应。

在本题中根据氧化还原反应写电极反应式时，要注意是在碱性环境中进行，不会产生CO2，而是产生CO

。

23.（5分）（创新题）某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。

（1）若E1>E2，则该反应为________反应。

该反应的过程可看成是________。

（2）若E1

那么在发生化学反应时，反应物需要________才能转化成生成物。

该反应过程可看成是________。

答案：

（1）放热；“贮存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来

（2）吸热；吸收能量；热能等转化为物质内部的能量而被”贮存“起来的过程

24.（6分）科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧使H＋和Zn2＋进行工作，回答下列问题。

（1）正极材料是________，电极反应是______________________________________________________。

（2）负极材料是________，电极反应是______________________________________________________。

解析：

Zn比Pt活泼，Zn作原电池的负极，Zn失去电子，Pt作原电池的正极，因人的体液不可能呈较强酸性，故正极上O2得到电子，发生还原反应。

答案：

（1）Pt　O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（2）Zn　2Zn－4e－===2Zn2＋

25.（12分）25℃时，向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液里放入5.6g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2min末收集到氢气1.12L（标准状况），在此之后，又经过4min铁粉全部溶解。

则：

（1）在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是多少？

（2）在后4min内用HCl表示的平均反应速率是多少？

（3）前2min与后4min相比，反应速率哪个较快？

为什么？

解析：

n（HCl）＝14.6g/36.5g·mol－1＝0.4mol

n（Fe）＝5.6g/56g·mol－1＝0.1mol

n（H2）＝1.12L/22.4L·mol－1＝0.05mol

反应的方程式为

Fe＋2HCl===FeCl2＋　H2↑

2min内　　0.05mol0.05mol

故在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率为：

v（FeCl2）＝

＝0.25mol·L－1·min－1

在后4min内v（FeCl2）＝

＝0.125mol·L－1·min－1，

则v（HCl）＝2v（FeCl2）

＝0.25mol·L－1·min－1。

即在前2min的反应速率快。

答案：

（1）v（FeCl2）＝0.25mol·L－1·min－1

（2）v（HCl）＝0.25mol·L－1·min－1

（3）前2min的反应速率快　见解析