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第六章 化学反应与能量（综合检测卷）
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“·”表示),下列说法错误的是(　　)
A.使用催化剂NiPc需要的条件更高 B.·COOH经过还原反应得到·CO
C.反应过程中存在极性键的断裂和生成 D.相同粒子吸附在不同的催化剂时能量相同
2.已知某反应xA(g)+yB(g)zC(g)的各物质的浓度数据如下,据此可推算出x∶y∶z是(　　)。
物质 A B C
起始浓度/(mol·L-1) 3.0 1.0 0
2 s末浓度/(mol·L-1) 1.8 0.6 0.8
A.9∶3∶4 B.3∶1∶2
C.2∶1∶3 D.3∶2∶1
3.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　)。
A.正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
C.以网状的铂为正极,可增大其与氧气的接触面积
D.该电池通常只需要更换铝板就可继续使用
4.如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是(　　)。
A.氢氧燃料电池中OH-向b极移动
B.该装置中只涉及两种形式的能量转化
C.电池正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
D.P型半导体连接的是电池负极
5.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量大于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)
D.吸热反应不一定需要加热才能发生
6.一定条件下,某容器中各粒子在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子。
关于此反应说法错误的是(　　)
A.一定属于吸热反应 B.可能属于放热反应
C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应
7.用如图所示装置进行实验,若下图中x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可以表示(　　)
①c(Ag+)　②c(N)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量
A.①③ B.②④ C.①③⑤ D.②④⑤
8.某研究性学习小组设计了能使LED灯发光的装置,如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.锌片是负极,电子由锌片经导线流向铜片
B.氢离子在铜片表面被还原
C.锌电极质量减少65 g时,铜电极表面析出氢气的体积是22.4 L
D.装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
9.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是(　　)
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
10.其他条件不变时,能使反应速率增大的是(　　)
A.对于反应K2CO3+H2SO4K2SO4+CO2↑+H2O,增大体系的压强
B.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),容器容积固定不变时,充入Ar
C.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),容器容积固定不变时,充入N2
D.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),容器气体压强不变时,充入Ar
11.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g),当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是(　　)
A.SO2和SO3的物质的量一定相等
B.NO2和SO3的物质的量一定相等
C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
12.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是(　　)。
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1 D.SO3为0.4 mol·L-1
13.某温度时,在容积为3 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析,下列结论错误的是(　　)
A.该反应的化学方程式为2Z+Y3X
B.反应开始至2 min末,X的化学反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
C.该反应是由正、逆反应同时开始的,最终建立平衡
D.若增加或减少X的物质的量,化学反应速率一定会发生明显的变化
14.下列有关能量的说法不正确的是(　　)
A.化石能源物质内部贮存着大量的能量
B.植物的光合作用使太阳能转化为化学能
C.由石墨制金刚石是吸热反应,故石墨的能量比金刚石的能量低
D.燃料燃烧时只是将化学能转化为热能
15.已知反应X+YM+N为放热反应,下列有关说法正确的是(　　)
A.X的能量一定高于M的能量
B.Y的能量一定高于N的能量
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因该反应为放热反应,所以一定不必加热就可以发生
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(16分)为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示三套实验装置:
(1)上述3个装置中,不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是　　　　　　　　。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　,说明该反应属于　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　;
②若观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水　　　　　　　　　　　　(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”);
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,则M可能是　　　　。
(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①:选择上述装置　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验;
方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到棉花燃烧,则说明该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
17.(13分)已知H2(g)+O2(g)H2O(g),如图是1 mol H2燃烧过程中的能量变化示意图。
请回答下列问题:
(1)a、b、c分别代表什么意义
a　　　　　　　　　　　　　　　　;
b　　　　　　　　　　　　　　　　;
c　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)氢气在氧气中燃烧,破坏1 mol H—H吸收Q1 kJ的能量,破坏1 mol OO吸收Q2 kJ的能量,形成1 mol H—O释放Q3 kJ的能量,则下列关系式正确的是　　　　。
A.2Q1+Q2>4Q3 B.2Q1+Q2<4Q3
C.Q1+Q2(4)已知1 g H2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且O2(g)中1 mol OO完全断裂时吸收热量496 kJ,H2O(g)中1 mol H—O形成时放出热量463 kJ,则H2(g)中1 mol H—H断裂时吸收热量为　　　　 kJ。
18.(10分)氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。请回答下列问题:
(1)通入Cl2(g)的电极是　　　　(填“正”或“负”)极;
(2)投入Al(s)的电极是　　　　(填“正”或“负”)极;
(3)外电路电子从　　　　(填“Al”或“Cl2”)极流向　　　　(填“正”或“负”)极;
(4)每消耗8.1 g Al(s),电路中通过的电子数目为　　　NA(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
19.(8分)将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。求:
(1)5 min后A的浓度c(A)=　　　　mol·L-1,反应开始前容器中A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
　　　　　　mol。
(2)B的平均反应速率:v(B)=　　　　 mol·L-1·min-1。
(3)x的值为　　　　。
20.(8分)在2 L的恒容密闭容器内,800 ℃时进行反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),已知n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)下图表示NO2变化的曲线是　　　。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=　　　。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的反应速率增大,下列措施正确的是　　　　。
A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度
C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂
参考答案及解析：
一、选择题
1.D 解析：由题图可知,使用催化剂NiPc的相对能量更高,需要的条件更高,A项正确;整个过程中,C的化合价下降,故·COOH是经过还原反应得到·CO,B项正确;·CO2转变为·COOH存在极性键的生成,·COOH转变为·CO存在极性键的断裂,C项正确;由题图可知,·COOH、·CO吸附在不同的催化剂时,能量不相同,D项错误。
2.B 解析：Δc(A)=1.2 mol·L-1,Δc(B)=0.4 mol·L-1,Δc(C)=0.8 mol·L-1,则Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=3∶1∶2=x∶y∶z,参加反应的物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比,故x∶y∶z=3∶1∶2,故选B。
3.B
4.C 解析：由题图中电子移动方向可判断a为负极,b为正极,在燃料电池中,阴离子移向负极,故OH-向a极移动,A项错误;该装置中涉及化学能→电能→光能等形式的能量转化,B项错误;P型半导体连接的是电池正极,D项错误。
5.D
6.A 解析：观察示意图知该反应的反应物是一种,生成物是两种,该物质发生分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应是放热反应,A项错误,B、D两项正确;该反应中反应物为化合物,生成物中有单质,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,C项正确。
7.A 解析：N不参加反应,因此c(N)不变,故B、D两项错误;根据电池总反应Fe+2Ag+Fe2++2Ag可知,每溶解56 g的铁转移2 mol电子,有216 g银从溶液中析出,故随着反应的进行溶液的质量减小,但溶液质量不会变为0,⑤不符合图像,故C项错误。
8.C 解析：锌片作负极,发生氧化反应,电子由锌片经导线流向正极铜片,A项正确;铜片作正极,发生还原反应,氢离子在铜片上得电子被还原,B项正确;没有指明是标准状况,不能进行相关计算,C项错误;该装置中化学能转化为电能而产生电流,电流通过LED灯时,LED灯发光,故装置中存在“化学能→电能→光能”的转化,D项正确。
9.C 解析：同一化学反应中,用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比。v(W)∶v(Z)=3∶3=1∶1,所以v(W)=v(Z),A项错误;v(X)∶v(Z)=2∶3,所以3v(X)=2v(Z),B项错误;v(X)∶v(Y)=2∶4=1∶2,所以2v(X)=v(Y),C项正确;v(W)∶v(X)=3∶2,所以2v(W)=3v(X),D项错误。
10.C 解析：当增大压强能引起气体反应物浓度增大时才能增大反应速率。
11.C 解析：题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错误;该反应反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正确。
12.B 13.B
14.D 解析：化石能源物质内部贮存着大量的能量,燃烧时放热,A项正确;植物的光合作用是太阳能转化为化学能的过程,B项正确;吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,C项正确;燃料燃烧时,化学能主要转化为热能,还有一部分转化为光能等其他形式的能量,D项错误。
15.C 解析：反应X+YM+N为放热反应,说明X和Y的总能量高于M和N的总能量,C项正确;X的能量不一定高于M的能量,Y的能量也不一定高于N的能量;放热反应有时也需要加热才能发生。
二、非选择题
16.答案：(1)Ⅲ　(2)左端液柱降低,右端液柱升高 放热　
(3)①产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段水柱　②可能是放热反应　③NH4NO3　 (4)Ⅰ或Ⅱ　放热
17.答案：(1)表示断裂1 mol H—H和0.5 mol OO所吸收的总能量　表示形成2 mol H—O所放出的总能量　表示1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)放出的能量
(2)放热　(3)B　(4)436
18.答案：(1)正　(2)负　(3)Al　正　(4)0.9
解析：判断原电池的正、负极首先要分析题中所给信息,此题所给信息是具体反应物,根据反应的化学方程式:2Al+3Cl22AlCl3,可知Cl2得电子在正极发生还原反应,Al失电子在负极发生氧化反应,所以通入Cl2(g)的电极是正极,投入Al(s)的电极是负极,外电路电子由负极(Al)流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为=0.3 mol,1 mol Al反应转移3 mol电子,0.3 mol Al反应在电路中通过的电子数目为0.9NA。
19.答案：(1)0.75　3　(2)0.05　(3)2
20.答案：(1)b　1.5×10-3 mol·L-1·s-1　(2)BC　(3)BCD

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