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专题6 化学反应与能量变化（能力提升）—高一化学苏教版（2019）必修二单元测试卷
(时间：75分钟，分值：100分)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56
单项选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列与电池相关的说法不正确的是( )
A.电池的使用可有效减少碳的排放
B.新能源电车在充电时实现的是化学能→电能→机械能的转化
C.锂金属电池具有极高的比能量，可大幅提高电动汽车的续航里程
D.电池废弃后，需专业化处理其含有的各种重金属有害物质
2.关于能量的说法正确的是( )
A.水变成水蒸气时吸收的能量就是该过程的反应热
B.可逆反应的与反应进行的程度有关
C.放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生
D.等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变
3.2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了努力争取2060年前实现碳中和的战略目标。下列行为有悖于这一理念的是( )
A.开发太阳能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B.发展生态农业，减少农药对自然的伤害
C.研究采煤、采油新技术，尽量提高产量以满足工业生产的快速发展
D.实现资源的“3R”利用，即减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
4.将11.2g铁粉投入到盛有200mL、稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是
A. B.
C. D.
5.室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是( )
A.实验①中，小时内平均反应速率
B.实验③中，反应的离子方程式为：
C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好
6.可逆反应：在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用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.①③④⑤ D.全部
7.2023年诺贝尔化学奖授予了三位科学家，以表彰他们为“发现和合成量子点”做出的贡献。一种含有新型量子点（简写为QDs）的复合光催化剂利用太阳能高效制氢的原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.电子由电极b沿导线流向电极a
B.电极a的电极反应式为
C.标准状况下，当电路中通过2 mol电子时电极b生成
D.电池的总反应方程式为
8.一定温度下，在的四氯化碳溶液（100 mL）中发生分解反应：。测量不同时刻放出的的体积，换算得到溶液中的浓度如表所示。
0 1.40
600 0.96
1200 0.66
1710 0.48
2220 0.35
2820 0.24
x 0.12
下列说法正确的是( )
A.内生成的平均反应速率为
B.反应2220 s时，放出的体积为11.8L（标准状况）
C.反应达到平衡时，
D.由推测题表中的x为3930
9.和在一定条件下能发生反应：，生成2 mol HI（g）反应放出热量a kJ，已知a、b、c均大于零。下列说法正确的是( )
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C.向密闭容器中加入和，充分反应后放出的热量等于2a kJ
D.断开2 mol H—I键所需能量为
10.汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，两者在恒容密闭容器中能发生反应：，为了验证温度对该反应速率的影响，某同学设计了两组实验，如表所示。已知280℃的情况下，反应后达到平衡，测得NO的浓度为。下列说法不正确的是( )
实验编号 t/ NO的初始浓度 CO的初始浓度
Ⅰ 280
Ⅱ 350
A.表中a的数值应为
B.当，说明该反应已达到平衡状态
C.时，前内，用表示的平均反应速率为
D.的情况下达到平衡时的浓度为
11.某密闭容器中充入等物质的量A和B，一定温度下发生反应：，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应方程式中x=1，正反应为放热反应
B.30min时降低温度，40min时升高温度
C.该反应在第8min时达到化学平衡状态
D.30～40min间该反应使用了催化剂
12.如图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法不正确的是( )
A.关闭、打开，试管内两极都有气泡产生
B.关闭、打开，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极
C.关闭、打开，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极
D.关闭、打开，一段时间后，再关闭、打开，电流计指针不会偏转
13.甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是( )
A.若破坏中的化学键需吸收热量493kJ，则破坏键需吸收热量415kJ
B.反应
C.的能量大于和的能量总和
D.在反应中，放出热量400kJ，有键生成
14.2023杭州亚运会上，我国首次使用零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，利用制取的总反应如下：
一定条件下通入和，在恒温（）条件下改变压强或恒压条件下改变温度，达到平衡时甲醇的物质的量分数的变化曲线如图，下列说法正确的是( )
A.升高温度有利于合成甲醇
B.曲线b为恒温条件下改变压强的曲线
C.恒压条件下时，的平衡转化率为
D.时，反应条件可能为、
15.取50mL过氧化氢水溶液，在少量存在下分解：。在一定温度下，测得的放出量，转换成浓度如下表：
0 20 40 60 80
0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列说法不正确的是( )
A.反应20 min时，测得体积为224 mL（标准状况）
B.，消耗的平均速率为
C.第30min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D.分解酶或代替也可以催化分解
16.180℃时将0.5mol和1mol通入2L密闭容器中，反应生成甲醇蒸气（）和某气态无机副产物。测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示，下列说法中正确的是( )
A.该反应的化学方程式为
B.在0～3min内，的反应速率为
C.在3～10min内，反应处于平衡状态
D.当容器内混合气体密度不再变化时，表明反应已经达到平衡状态
二、填空题：本大题共4小题，17题10分，18题12分，19题14分，20题16分，共52分。
17.甲烷是一种清洁、高效的能源，也是重要的化工原料。回答下列问题：
(1)已知：下，甲烷完全燃烧生成气体和液态水时放热。表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_____________。在相同条件下，可燃冰(分子式为)释放的甲烷气体完全燃烧生成气体和液态水，放出的热量为_____________。
(2)和在高温下反应可生成甲烷。在体积为的恒容密闭容器中，充入和，一定温度下发生反应：。测得和的转化率随时间变化如图所示。
①从反应开始到，用的浓度变化表示该反应的反应速率为___________；时，的转化率为_____________。
②下列情况能说明上述反应达到化学平衡状态的是_____________ (填标号)。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中的体积分数保持不变
d.单位时间内每消耗同时生成
(3)某科研团队设计了如图所示的甲烷燃料电池。电解质是参杂了与的固体，可在高温下传导。
①该电池工作时负极的电极反应式为_____________。
②若(标准状况)参与反应，则转移电子数目为_____________。
18.对和进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下，向恒容密闭容器中充入发生反应：。
（1）①只改变下列某一反应条件时，能使上述反应速率加快的是_______。
A.使用高效催化剂B. 向容器中充入氩气
C. 降低温度D. 减小的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是_______。
A.混合气体的密度保持不变
B.的物质的量保持不变
C.容器内混合气体原子总数不变
D.每生成的同时消耗
（2）在体积为密闭容器中充入和，发生反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达时，_______(填>“<”或“=)。
②内，_______。
③反应达到平衡状态时，的体积分数为_______(保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是_______，a点的正反应速率_______(填>、<或=)b点的逆反应速率
⑤“二甲醚酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。A电极为_______(填“正”或“负”)极：该电极的电极反应式为：_______，当消耗的二甲醚时，转移电子的数目为：_______。
19.2022年北京冬奥会的火炬“飞扬”是世界首款高压储氢火炬，它运用了液体火箭发动机的氢能技术。由氨气制取氢气是一种新工艺，氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气制取氢气。
方法Ⅰ：氨热分解法制氢气
（1）已知该反应为可逆反应，在一定温度下，利用催化剂将分解为和的化学方程式为_______。
（2）该反应为吸热反应，说明反应物的总能量_______生成物的总能量（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）在一定温度和催化剂的条件下，向10L容积固定的密闭容器中充入2mol发生该反应，5min末测得容器中1.2mol，则在0～5min内，用表示的反应速率为______。
（4）该反应达到化学平衡状态的标志是_______（填字母）。
A.的浓度为0
B.的物质的量保持不变
C.正反应速率与逆反应速率相等
D.、、的物质的量之比为2：1：3
方法Ⅱ：氨电解法制氢气
（5）利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。装置中生成1mol时，电路中通过_____mol电子。为提高制取氢气的反应速率，可采取的方法是_____。
20.回答下列问题。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。和完全反应生成2 mol NO会_______（填“吸收”或“放出”）______kJ能量。
（2）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图所示。
该电池总反应为，则电极c是________（填“正极”或“负极”），电极d的电极反应式为________。若线路中转移，则上述燃料电池消耗的在标准状况下的体积为________L。
（3）一种新型催化剂用于NO和CO的反应：。已知增大催化剂的表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。
编号 温度/℃ NO初始浓度/ CO初始浓度/ 催化剂的比表面积/
Ⅰ 280 82
Ⅱ 280 b 124
Ⅲ 350 a 82
①请将表中数据补充完整：_________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_________（填编号）。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的曲线是______（填“甲”或“乙”）。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.电能的投入使用能降低人类对化石能源的开采，从而减少碳排放，故A项正确；
B.电池充电过程中能量转化过程为电能→化学能，故B项错误；
C.Li是最轻的金属，因此具有极高的比能量，储存相同电能所需质量更低，可提高电动汽车的续航里程，故C项正确；
D.电池中含有大量重金属等有害物质，重金属离子会污染地下水等环境，因此电池废弃后，需专业化处理其含有的各种重金属有害物质，故D项正确；
故选B。
2.答案：D
解析：A.液态水变为水蒸气属于物理变化，而反应热是化学变化中的热效应，A错误；
B.表示完全反应时的热量变化，与反应过程、是否是可逆反应无关，与反应进行的程度无关，B错误；
C.有些放热反应需要在一定条件下才能发生，如铝热反应是放热反应，但在高温条件下才能进行，有些吸热反应不需要加热也能进行，如与反应，C错误；
D.在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，D正确；故答案为：D。
3.答案：C
解析：
A项 开发太阳能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料，有利于实现碳中和 正确
B项 发展生态农业，减少农药对自然的伤害，有利于保护环境，减少污染 正确
C项 煤、石油等化石燃料使用越多，产生的环境污染物越多，对环境污染越大，有悖于题述理念 错误
D项 减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生，不违悖题述理念 正确
4.答案：C
解析：Fe的物质的量为0.2mol，由可知，参加反应的盐酸、生成氯化亚铁也是0.2mol。Fe为纯固体，不能用浓度变化量表示反应速率，A错误；，B、D错误；，C正确。
5.答案：C
解析：实验①中，小时内平均反应速率，A项错误；实验③中水样初始，溶液呈弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为，B项错误；由实验①、②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反应速率加快，C项正确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，的去除效果更好，但若水样初始pH太小，与反应的纳米铁的量增多，从而影响的去除效果，故D项错误。
6.答案：A
解析：①单位时间内生成的同时生成，能说明正逆反应速率的相等关系，①正确；
②单位时间内生成的同时生成只能说明单方向关系，不能说明正逆反应速率的关系，②错误；
③用表示的反应速率的比为2:2:1的状态是反应进行到任何时刻都成立的关系，不能说明达到了平衡，③错误；
④混合气体的颜色不变化说明二氧化氮的浓度不变化，达到平衡状态，④正确；
⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应，混合气体的质量是守恒的，容器的体积不变，导致混合气体的密度不再变化，所以该反应不一定达到平衡状态，⑤错误；
⑥因该反应是物质的量在增大的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，⑥正确；
⑦混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=，质量是守恒的，物质的量只有达到平衡时才不变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化，证明达到了平衡状态，⑦正确；故选A。
7.答案：D
解析：由题图知，电极a上发生氧化反应，为负极，电极b上发生还原反应，为正极，电子由负极（电极a）沿导线流向正极（电极b），A项错误；电极a上转化为失，电解液，为碱性溶液，则电极反应式为，B项错误；根据题图知，电极b的电极反应式为，则电路中通过2 mol电子时，电极b上生成，其在标准状况下的体积为，C项错误；根据负极反应：，正极反应：，知电池的总反应为，D项正确。
8.答案：D
解析：由题表中数据可知，内，则，即生成的平均反应速率为，A项错误；由题表中数据可知，反应2220s时，，则，0.0525mol，则放出的在标准状况下的体积为，B项错误；结合反应的化学方程式可知，反应达到平衡时，，且，即，C项错误；分析题表中数据可知，每反应（，过程），的浓度均变为原来的，据此可推测的浓度由变为也需反应1110 s，即题表中的，D项正确。
9.答案：D
解析：根据题意知，（g）与（g）生成HI（g）的反应为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，A错误；化学反应过程为旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，因为该反应为放热反应，所以断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所吸收的能量小于形成2 mol H—I键所放出的能量，而形成2 mol H—I键所吸收的能量与断裂2 mol H—I键所放出的能量相等，B错误；该反应为可逆反应，向密闭容器中加入和，充分反应后生成的HI的物质的量小于4 mol，所以放出的热量小于2a kJ，C错误；设断开2 mol H—I键所需能量为x kJ，根据反应热=反应物的键能总和—生成物的键能总和，可得，解得，D正确。
10.答案：C
解析：A.由题干信息可知，该实验目的为验证温度对该反应速率的影响，即除温度不同外其余条件需完全相同，则表中a的数值应为，A正确；
B.根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，，当时，有，说明该反应已达到平衡状态，B正确；
C.由题干数据可知，时，前内，用NO表示的平均反应速率为：=，根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，用表示的平均反应速率为，C错误；
D.由三段式分析：
，
故的情况下达到平衡时的浓度为，D正确；故答案为：C。
11.答案：A
解析：A.由30-40min内速率变化可知减小压强，平衡不移动，所以x=1，升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A正确；
B.30min时各物质的浓度均减小且正、逆反应速率相同，则改变条件为增大体积，40min时正逆反应速率均增大，且逆反应速率大，则升高温度，B错误；
C.20min达到平衡，则第8min时正反应速率大于逆反应速率，C错误；
D.30～40min间该反应中物质的浓度减小，改变条件为增大体积或减小压强，D错误；
故答案为：A。
12.答案：D
解析：关闭、打开，是电解NaCl溶液的过程，电解方程式为在阳极上放电生成，在阴极上放电生成，则两极都有气泡产生；由于可以溶于水，则收集到的的体积略小于的体积，则与外电源b极相连的石墨棒作电解池的阳极，则b极为正极；左侧试管中溶液变红色，说明左侧试管中溶液呈碱性，则放电，左侧石墨棒为电解池的阴极，则a为外电源的负极；一段时间后，打开、关闭，可以构成原电池，放电时会引起电流计指针发生偏转。故A、B、C项正确，D项错误。
13.答案：A
解析：A.若破坏中的化学键需吸收热量493kJ，则破坏键需吸收热量，A正确；
B.图中生成的水是气态，气态水转变为液态放出热量，则，B错误；
C.由图可知，和的能量大于和的能量总和，但的能量不一定大于和的能量总和，C错误；
D.在反应中，放出热量400kJ，生成，有键生成，D错误；
故选A。
14.答案：C
解析：合成甲醇的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于合成甲醇，A错误；该反应正向为气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，体系中将增大，因此图中对应恒温过程的曲线是a，B错误；设起始，，设二氧化碳转化的物质的量为，列化学平衡三段式：
当平衡时时，，解得，故平衡时的转化率，C正确；由题图可知，满足平衡时的条件有恒温（）时看a线，条件为，恒压时看b线，条件为，D错误。
15.答案：C
解析：A.反应20 min时，过氧化氢的浓度变为，说明分解的过氧化氢的物质的量0.02 mol，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量，标况下的体积，A正确；B.，消耗过氧化氢的浓度为，则这段时间内的平均反应速率，B正确；C.随着反应不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率，C错误；D.I在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或代替，D正确。
16.答案：C
解析：由题图知，在0～3min内，消耗（1-0.9）mol=0.1mol，消耗（0.5-0.2）mol=0.3mol，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比，则0.1mol：0.3mol=1：3，根据原子守恒知，还生成，所以反应的化学方程式为，A错误；0～3min内，，B错误；根据化学方程式计算，3min时0.1mol，由题图可知，10min时0.1mol，则在3～10min内，反应处于平衡状态，C正确；反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则气体密度始终不变，所以混合气体密度不变不能说明反应达平衡状态，D错误。
17.答案：(1)；；1779.2
(2)；0.05；36%；bc
(3)；；
解析：（1）①1g物质的量为mol，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出55.6kJ的热量，则该反应的热化学方程式为
②356g可燃冰物质的量为，其中甲烷的物质的量为2mol，释放的甲烷气体完全燃烧生成气体和液态水，放出的热量为
（2）①由图可知，6min时，CO的转化率为60%，则从反应开始到6min内消耗的CO为1mol×60%=0.6mol，从反应开始到6min，用CO的浓度变化表示的该反应的反应速率为；从反应开始到6min中，消耗的物质的量为0.6mol×3=1.8mol，则6min时的转化率为×100%=36%；
②a.该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，在恒容容器中，混合气体的密度始终不变，容器内混合气体的密度保持不变不能说明反应达到化学平衡状态，a项不符合题意；
b.该反应的正反应气体分子数减小，建立平衡的过程中气体分子物质的量变化，在恒温恒容容器中，容器内混合气体的总压强变化，故容器内混合气体的总压强保持不变能说明反应达到化学平衡状态，b项符合题意；
c.容器中的体积分数保持不变是该反应达到化学平衡状态的特征标志，c项符合题意；
d.单位时间内每消耗1molCO同时生成1mol仅指正反应方向，不能说明反应达到化学平衡状态，d项不符合题意；
故选bc
（3）①通入的电极上发生失电子的氧化反应生成和，通入的电极为负极；负极的电极反应式为
②通入的电极为电池的正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为；标准状况下11.2L物质的量为=0.5mol，转移电子物质的量为0.5mol×4=2mol，转移电子数目为2。
18.答案：（1）①. a②. bd
（2）①. >②. 0.5③. 17.9%④. c⑤. >⑥. 负极⑦.⑧. 2.4
解析：（1）①a.使用高效催化剂，降低活化能，加快反应速率，a符合题意；
b.向容器中充入氩气，容器体积不变，反应物浓度不变，反应速率不变， b不符合题意；
c.降低温度，反应速率减慢， c不符合题意；
d.减小NO的物质的量，浓度降低，反应速率减慢，d不符合题意；
故选a；
②a.混合气体总质量不变、容器体积不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡， a不符合题意；
b.反应达到平衡，各物质浓度不再改变，的物质的量保持不变，反应一定达到平衡状态，b符合题意；
c.根据质量守恒定律，原子总数是恒量，容器内混合气体原子总数不变，反应不一定平衡，c不符合题意；
d.每生成的同时消耗1mol NO，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，d符合题意；
故选bd；
（2）①反应到达3min时，二氧化碳的物质的量继续减少，反应正向进行，>；
②0～5min内，二氧化碳的物质的量减少2.5mol，；
③反应达到平衡状态时，由图可得三段式：，的体积分数等于物质的量分数：；
④c点后各物质浓度不再改变，a、b、c三点中代表达到平衡的是c；a点二氧化碳的浓度大于b点，a点的正反应速率>b点的正反应速率，b点后，二氧化碳的物质的量继续减少，反应正向进行，>，所以a点的正反应速率>b点的逆反应速率；
⑤根据图示，氧气得到电子，即B为正极，A为负极，该电极二甲醚失电子生成二氧化碳，电极反应式为，9.2g的二甲醚物质的量为，当消耗的二甲醚时，转移电子的数目为2.4mol。
19.答案：（1）
（2）小于
（3）0.024
（4）BC
（5）2；适当增大氨气的浓度
解析：（3）充入2mol发生该反应，5min末测得容器中，，。
（4）该反应是可逆反应，不能完全转化，则的浓度不可能为0，A错误；反应达到化学平衡时各物质的浓度不再改变，则的物质的量保持不变可说明达到平衡，B正确；正反应速率与逆反应速率相等说明反应达到平衡状态，C正确；的物质的量之比与起始投料有关，三者物质的量之比为2：1：3不能说明反应达到平衡状态，D错误。
（5）由反应可知，生成3mol时转移6mol电子，装置中生成1mol时，电路中通过2mol电子；为提高制取氢气的反应速率，可采取的方法是适当增大氨气的浓度。
20.答案：（1）吸收；180
（2）负极；；5.6
（3）①
②Ⅰ和Ⅲ
③乙
解析：（1）和发生反应的化学方程式为，断裂化学键需要吸收能量，形成化学键会放出能量，则和完全反应生成2 mol NO的能量变化，即该过程中要吸收180 kJ能量。
（2）根据图中电子流向可知，电极c是负极，电极d是正极，正极得到电子发生还原反应，则电极d的电极反应式为，由电池总反应式减正极（电极d）反应式的2倍可得负极的电极反应式：，线路中转移时，消耗，即消耗标准状况下。
（3）①实验Ⅰ和实验Ⅱ中催化剂的比表面积不同，实验Ⅰ和实验Ⅲ中温度不同，由控制变量法可知，实验Ⅰ和实验Ⅲ中NO的初始浓度应该相同，则。②实验Ⅰ和实验Ⅲ中温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响。③实验Ⅱ中催化剂的比表面积比实验Ⅰ中的大，实验Ⅰ和实验Ⅱ其他条件都相同，催化剂的比表面积越大，反应速率越快，由图可知，乙先达到平衡状态，则表示实验Ⅱ的曲线是乙。专题6 化学反应与能量变化（基础夯实）—高一化学苏教版（2019）必修二单元测试卷
(时间：75分钟，分值：100分)
单项选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“能源”是人们生活中不可或缺的一部分，化学能与热能的相互转化是能量合理应用的重要途径.下列属于化学能与热能的转化过程的是( )
图片
转化过程 太阳能热水器烧水 燃油汽车行驶 氯碱工业制氯气 水力发电
选项 A B C D
A.A B.B C.C D.D
2.下列反应属于吸热反应的是( )
A.高温时碳与的反应 B.高温时Al与的反应
C.加热时铁粉与硫粉的反应 D.铝粉与稀硫酸的反应
3.下列说法错误的是( )
A.开发燃料电池汽车，有利于减少机动车尾气污染
B.开发利用太阳能、风能等新能源代替化石能源，利于实现低碳经济
C.天然气是推广使用的清洁燃料
D.在燃煤中加入生石灰，可减少的排放
4.一定条件下，某密闭容器内发生反应，经一段时间后，的浓度增加了，在这段时间内用表示的平均反应速率为，则这段时间为( )
A.2.5s B.5s C.7.5s D.10s
5.人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是( )
A.橡胶轮胎中加入防老剂 B.燃煤中加入CaO
C.汽车排气管中使用三元催化器 D.工业合成氨不断移去液氨
6.某小组同学在一容积不变的绝热密闭容器中加入一定量的和，探究水煤气的制备，反应为，下列描述中不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化 B.反应容器中的体积分数不变
C.该反应的化学平衡常数不变 D.
7.汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，该电池在放电时的总反应为：，下列有关说法正确的是( )
A.Pb作正极，发生还原反应 B.作正极，发生氧化反应
C.Pb作负极，发生氧化反应 D.作负极，发生还原反应
8.工业合成氰化氢（）的一种反应原理为。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的约为( )
化学键
键能 414 389 896 436
A. B. C. D.
9.在体积为1L的恒温恒容密闭容器中，充入1mol和3mol，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.9min内，平均速率
B.当混合气体的密度不变时反应达到平衡状态
C.达平衡时，的转化率和的转化率相等
D.3min时，正反应的反应速率等于逆反应的反应速率
10.负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应：
D.每消耗标准状况下11.2L的，最多去除
11.对于盐酸与锌粒的反应，下列措施能使生成速率加快的是( )
①适当升高温度（不考虑挥发）；
②改用硝酸；
③改用醋酸；
④用等量锌粉代替锌粒；
⑤加入少量固体；
⑥加入少量固体
A.①④⑤⑥ B.①②④⑥ C.①③④⑤ D.①②③④⑥
12.某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al
2 Cu、Al 稀硫酸 ……
3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象推断，下列说法不正确的是( )
A.实验2、3中Al均做电池的负极，提供电子
B.实验2中在Cu电极上发生还原反应，电流表的指针偏向Cu
C.实验3中Al电极上发生的反应为
D.通过实验3可说明金属性：
13.用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：
已知：Ⅰ.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
Ⅱ.
下列说法正确的是( )
A.反应A的
B.中H—O键能比HCl中H—Cl键能弱
C.由Ⅱ中的数据判断，Cl元素的非金属性比O元素强
D.断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为32 kJ
14.工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其中有化学方程式为。下列有关说法正确的是( )
A.在恒温恒容条件下，若反应体系的压强不再改变，说明该反应达到平衡状态
B.反应中生成22.4 L NO时，转移5 mol
C.断裂4 mol N—H键的同时，形成6 mol O—H键，说明该反应达到平衡状态
D.若4 mol 与足量的充分反应，则可以生成4 mol NO
15.在一定条件下，向某密闭容器中充入和合成。下列叙述不正确的是( )
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.平衡时，正反应速率与逆反应速率相等且不为零
D.达到平衡状态时，中均存在
16.一定温度下，在某一恒容密闭容器中充入，发生反应，下列说法正确的是( )
A.无论反应进行到何种程度，该混合气体中氧原子与硫原子的总个数比一定为
B.当混合气体的密度不再随时间而改变时，该反应达到平衡
C.保持其他条件不变，仅通入少量稀有气体，则正、逆反应速率均加快
D.适当升高温度，可实现（g）的完全转化
二、填空题：本大题共4小题，17题10分，18题12分，19题14分，20题16分，共52分。
17.已知断裂1mol化学键使气态分子离解成气态原子所吸收的能量如表所示.
化学键 （CO中的碳氧键） H—H C—H C—O H—O
吸收能量/kJ 1072 436 413.5 351 463 803
（1）与在催化剂作用下能发生如图所示转化，该反应的化学方程式为________________，该反应为________热反应.
（2）T℃时，、在一体积为2L的恒容密闭容器中发生反应生成和，反应过程中，各物质的物质的量随时间的变化如图所示（R与的变化曲线重叠）.
①R的分子式为________；0~5min内，用表示的该反应的反应速率为________；平衡时，的体积分数为________%.
②下列选项不能判断该反应达到平衡状态的是________（填标号）.
A.密闭容器中的体积分数不变
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
E.断裂6molH—H键的同时生成2mol
（3）科学家团队找到了一种方法，可以利用电化学原理吸收，实现碳中和，其原理如图所示.电池工作时，Na发生了________（填“氧化”或“还原”）反应，电池的正极的电极反应式为________________.
18.某温度时，在2L恒容密闭容器中充入0.9molA（g）、0.6 mol B（g）、0.3molC（g），发生反应，各物质物质的量的变化关系如图所示，回答下列问题：
（1）图中表示物质A的变化曲线为______（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（2）0～5min内，______。
（3）反应达到平衡时，______。
（4）若仅改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化（填“增大”、“减小”或“不变”）：
①降低温度，化学反应速率______；
②充入少量不参加反应的稀有气体，化学反应速率______；
③将容器的体积压缩至原来的一半，化学反应速率______。
（5）min时，反应______（填“达到”或“没有达到”）化学平衡；5min时，______（填“>”、“<”或“=”）。
19.某课外兴趣小组探究化学反应速率的影响因素。
（1）为探究金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响，小组同学用Cu、Fe、Mg和同浓度的硫酸反应，实验报告如下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2稀硫酸于试管中； ②分别投入大小、形状相同的Cu片、Fe片、Mg片 Cu片与稀硫酸不反应；反应剧烈程度：Mg>Fe
预期的实验结论是_______；要得出正确的实验结论，还需控制_______相同。
（2）为更精确地研究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度稀硫酸的反应速率。两组实验所用药品如下：
序号 镁条的质量 稀硫酸
物质的量浓度/（） 体积/mL
Ⅰ 0.01 1.0 2
Ⅱ 0.01 0.5 2
实验结果如下图所示：
①实验Ⅰ对应图中曲线______（填字母）；图中曲线的斜率越大，说明反应速率越______（填“快”“慢”或“无法确定”）。
②分析实验Ⅱ对应曲线可知，反应开始阶段，反应速率不断加快，原因是______；随着反应的不断进行，化学反应速率减慢，原因是______。
20.某温度下加氢制甲醇的总反应为，该反应为放热反应，在固定容积为2.0 L的密闭容器中充入和，测得和的物质的量随时间变化关系如图所示。
（1）下列措施能增大反应速率的是______（填字母）。
A.往容器中充入
B.往容器充入
C.及时分离出
D.减小容器容积
E.选择高效催化剂
（2）2 min内的反应速率为________，2 min末时，________（填“>”“<”或“=）。
（3）恒温恒容条件下，能说明反应已达到平衡状态的是________（填字母）。
A.体积分数保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中浓度与浓度之比为1:1
D.混合气体的密度保持不变
E.的生成速率是的生成速率的3倍
（4）平衡时，的转化率为_________。
（5）CuCl（s）与反应生成和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl（s）放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：太阳能烧水是将太阳能转换为热能，水力发电是将水能转换为电能，不涉及化学变化，氯碱工业制氯气过程是将电能转化为化学能，是储存化学能的过程，燃油汽车行驶是化学能转化为热能，热能再转化为动能，属于化学能与热能的转化，B项正确。
2.答案：A
解析：A.碳与在高温下反应产生CO，该反应为吸热反应，A符合题意。
3.答案：D
解析：A.开发燃料电池汽车，减少化石燃料的使用，从而减少大气污染物的排放，有利于减少机动车尾气污染，A正确；
B.太阳能、风能等新能源都不含碳元素，替代化石能源，有利于实现低碳经济，B正确；
C.天然气的主要成分是甲烷，热值高、燃烧充分、燃烧产物不污染环境，是推广使用的清洁燃料，C正确；
D.在燃煤中加入生石灰，可吸收燃烧产生的，减少的排放，但对气体的排放不产生影响，D错误；
故选D。
4.答案：B
解析：根据化学方程式可知，根据知，这段时间为，故选B。
5.答案：B
解析：橡胶轮胎中加入防老剂,是为了减慢老化速率A项不符合题意。燃煤中加入CaO,是为了除去对环境污染的二氧化硫气体,与化学反应速率与限度无关,B项符合题意。催化剂可改变反应速率,C项不符合题意。工业合成氨不断移去液氨,可以降低氨气浓度,使平衡正向移动,D项不符合题意。
6.答案：D
解析：碳为固体，所以混合气体的密度不再变化能说明该反应已达到化学平衡状态，A正确；
反应容器中的体积分数不变能说明该反应已达到化学平衡状态，B正确；
绝热容器中，温度不变能说明该反应已达到化学平衡状态，温度不变，平衡常数不变，C正确；
不能说明反应达到化学平衡状态，D错误；
故选D。
7.答案：C
解析：该电池中Pb发生失电子的氧化反应生成，发生得电子的还原反应生成，则Pb电极作负极，电极作正极，故选：C。
8.答案：A
解析：根据反应物总键能-生成物总键能，知该反应的，A项正确。
9.答案：C
解析：A.9min内，，A错误；
B.物质全为气体，气体的总质量不变，恒容条件下体积不变，混合气体的密度是个不变的量，当混合气体的密度不变时不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C.充入1mol和3mol两者物质的量之比为1:3，等于两种物质的化学计量数之比，两种物质变化的物质的量之比为1:3，平衡时，的转化率和的转化率相等，C正确；
D.3min时，各组分的物质的量仍变化，此时反应正向进行，正反应的反应速率大于逆反应的反应速率，D错误；故答案为：C。
10.答案：B
解析：银比Pt活泼，银作负极，发生氧化反应，A项错误；原电池工作时，电子由负极流向正极，即电子由银经活性炭流向，B项正确；Pt为正极，氧气得电子发生还原反应，由题目信息可知，电解质溶液为酸性溶液，故电极反应式为，C项错误；每消耗标准状况下11.2L的，即每消耗，转移2mol电子，根据可知，最多去除，D项错误。
11.答案：A
解析：①升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，故正确；
②改用硝酸，硝酸与锌粒反应不生成氢气，故错误；
③改用醋酸，醋酸是弱酸不能完全电离，因浓度不变，醋酸中氢离子浓度小，所以反应速率减慢，故错误；
④用等量锌粉代替锌粒，固体表面积增大，反应速率增大，故正确；
⑤加入少量硫酸铜固体，锌置换出铜，形成原电池反应，反应速率增大，故正确；
⑥加入少量固体，氢离子浓度增大，反应速率增大，故正确；
故选A
12.答案：D
解析：实验2、3中，自发进行的氧化还原反应分别是Al与稀硫酸、NaOH溶液的反应，Al失去电子，作电池的负极，A正确；实验2中，Al作负极，Cu作正极，在Cu电极上得电子，发生还原反应生成，外电路中电流由Cu电极流向Al电极，电流表的指针偏向Cu，B正确；实验3在碱性条件下，因Mg不与碱反应，Al是两性金属，故Al电极作负极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，C正确；一般情况下，原电池中作负极的电极活泼，金属性较强，但当电解质溶液为NaOH溶液时，只有Al与NaOH溶液反应，故Al作负极，不能说明金属性Mg>Al，D错误。
13.答案：D
解析：反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量，故，A错误；由已知Ⅱ可知，，反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量，=反应物总键能一生成物的总键能，整理得，即，故断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差中H—O键能比HCl中H—Cl键能强，B错误，D正确；由反应A判断，能够将HCl氧化为，Cl元素的非金属性比O元素弱，C错误。
14.答案：A
解析：该反应前后气体的物质的量发生改变，在恒温恒容条件下，若反应体系压强不再改变，说明该反应达到平衡状态，A正确；没有说明在标准状况下，无法计算转移电子的物质的量，B错误；断裂12 mol N—H键的同时，会有12 mol O—H键形成，故当1 mol N—H键断开的同时，断裂1 mol O—H键，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C错误；该反应为可逆反应，4 mol 不可能完全转化生成4 mol NO，D错误。
15.答案：B
解析：开始反应时，反应物浓度最大，故正反应速率最大，生成物浓度为零，故逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，但不会为零，逆反应速率逐渐增大，最后正、逆反应速率相等，B错误；平衡时反应没有停止，正反应速率与逆反应速率相等且不为零，C正确；可逆反应同时向正、逆两个方向进行，达到平衡状态时，三者中均存在，D正确。
16.答案：A
解析：根据原子守恒，无论反应进行到何种程度，该混合气体中氧原子与硫原子的总个数比一定为，A正确；气体总质量不变，容器容积不变，则混合气体密度始终不变，故混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡，B错误；保持其他条件不变，仅通入少量稀有气体，因恒容反应体系中各物质的浓度不变，则正、逆反应速率均不变，C错误；由于是可逆反应，无论怎样升高温度，也不可能实现（g）的完全转化，D错误。
17.答案：（1）；吸
（2）①；0.24；12.5
②CE
（3）氧化；
解析：（2）①根据图像可知：，则R为.0~5min内，.平衡时，容器内有3.6mol、1.2mol、0.8mol、0.8mol，的体积分数为.
（3）和在石墨电极上转化为和，正极上的电极反应式为.
18.答案：（1）Ⅲ
（2）0.02
（3）0.35
（4）①减小；②不变；③增大
（5）没有达到；=
解析：（2）。
（3）。
19.答案：（1）其他条件相同时，金属越活泼，与稀硫酸反应的反应速率越快反应温度
（2）①a；快；②镁与稀硫酸的反应是放热反应，反应体系温度升高，化学反应速率加快；硫酸的浓度逐渐减小
解析：（1）根据实验报告可知，在硫酸的浓度相同时，探究三种金属与稀硫酸反应的速率，还需要保证三个反应的反应温度相同。
（2）①根据题表中数据可知，实验Ⅰ中硫酸的浓度比实验Ⅱ大，其他条件相同，所以实验Ⅰ反应速率快，图中曲线a对应实验Ⅰ；图中曲线的斜率越大，说明反应速率越快。②镁与稀硫酸的反应是放热反应，随着反应进行，反应体系温度升高，所以反应开始阶段，反应速率加快；但随着反应的不断进行，硫酸的浓度逐渐减小，硫酸浓度成为影响化学反应速率的主要因素，故反应速率减慢。
20.答案：（1）BDE
（2）；>
（3）ABE
（4）75%
（5）
解析：（1）恒容条件下，充入，体系中参加反应的各物质的浓度不变，故反应速率不变，A不符合题意；充入，反应物浓度增大，反应速率增大，B符合题意；分离出，生成物浓度减小，反应速率减小，C不符合题意；减小容器容积，体系中各物质的浓度均增大，反应速率增大，D符合题意；选择高效催化剂，反应速率增大，E符合题意。
（2）由图可知，2 min内，；根据图像，2 min后，增大，减小，反应正向进行，因此2 min末时，正反应速率大于逆反应速率。
（3）恒温恒容条件下，对于反应物、生成物均为气体，且气体分子数减小的反应，体积分数保持不变、容器中气体压强保持不变、的生成速率是的生成速率的3倍，均可说明反应已达到平衡状态A、B、E符合题意；而容器中浓度与浓度之比始终为1:1，不能说明反应已达到平衡状态，C不符合题意；由于气体的总质量和容器容积不变，混合气体的密度一直保持不变，故不可作为判断反应达到平衡状态的标志，D不符合题意。
（4）转化率，由图可知，9 min时，反应达到平衡，的转化率。
（5）CuCl（s）与反应生成和一种黑色固体，反应的化学方程式为，每消耗1 mol CuCl（s）放热44.4 kJ，则该反应释放的热量，热化学方程式见答案。

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