2019_2020学年高中化学第2章化学反应与能量学业质量标准检测2含解析新人教版必修2.doc

第二章学业质量标准检测(90分钟，100分)一、选择题(本题包含16个小题，每小题3分，共48分)1.锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。下列有关说法错误的是(C)A电池放电时Zn电极逐渐溶解B石墨为正极C电子由石墨经导线流向Zn片D电池放电时实现了化学能向电能的转化解析：A项，Zn作负极，电池放电时Zn电极逐渐溶解，故A正确；B项，石墨为正极，故B正确；C项，Zn作负极，电子由Zn片经导线流向石墨，故C错误；D项，电池放电时实现了化学能向电能的转化，故D正确。2(2019·徐州高一检测)现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是(C)Av(N2)0.125 mol·L1·min1Bv(H2O)0.375 mol·L1·min1Cv(O2)0.225 mol·L1·min1Dv(NH3)0.250 mol·L1·min1解析：设4 min时，生成6x mol H2O(g)4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(总)起始 4 3 0 0 7变化 4x 3x 2x 6x4 min 44x 33x 2x 6x 7x据题意，则有：0.4，解得：x0.5则4 min内H2O(g)的变化浓度为c(H2O)1.5 mol·L1v(H2O)0.375 mol·L1·min1，再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)0.125 mol·L1·min1，v(NH3)0.250 mol·L1·min1，v(O2)0.187 5 mol·L1·min1。3(2019·怀化高一检测)在H2与Cl2生成HCl的反应中，已知断裂1 mol HH键吸收的能量为a kJ，断裂1 mol ClCl键吸收的能量为b kJ，形成1 mol HCl键放出的能量为c kJ，则生成1 mol HCl放出的能量为(D)A(cab) kJB(abc) kJC(2cab) kJ D kJ解析：由于H2与Cl2生成HCl的反应方程式为H2Cl2=2HCl，在该反应中断裂化学键吸收的能量是(ab) kJ，形成化学键放出的能量是2c kJ，所以在该反应中生成2 mol HCl放出的热量是(2cab) kJ，所以生成1 mol HCl放出的能量为 kJ。4(2019·三门峡高一检测)最新报道：科学家首次用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(C)ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：分析图像知状态的能量比状态的高，因此是放热反应，A错误；从反应历程看反应过程中CO的化学键没有断裂，B错误；CO2的结构是O=C=O，含极性键，C正确；状态状态是CO与O的反应，D错误。5利用ZnFe2O4/(Fe3O4，Zn)两步热化学循环制氢气系统如图所示，下列说法不正确的是(A)A图中能量转化方式只有1种B两步总反应为2H2O2H2O2C氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的新能源DH2生成步骤反应为3Zn2Fe3O44H2O3ZnFe2O44H2解析：由题图可知，制O2是太阳能转化为化学能，制H2是热能转化为化学能，A项错误；O2生成步骤反应为3ZnFe2O42Fe3O43Zn2O2，H2生成步骤反应为3Zn2Fe3O44H2O3ZnFe2O44H2，两步总反应为2H2O2H2O2。6N2(g)3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应，下列叙述表示处于化学平衡状态的是(C)AN2、H2、NH3的浓度比为132B混合气体的密度不随时间而变化C当有1 mol NN键断裂时，有3 mol HH键形成D单位时间内消耗a mol N2的同时，消耗3a mol H2解析：A中，N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时，不能确定是否处于平衡状态。B中，因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变化。C中，当有1 mol NN键断裂时，相当于消耗3 mol H2，与有3 mol HH键形成；符合v正(H2)v逆(H2)，故处于化学平衡状态。D中，消耗a mol N2的同时消耗3a mol H2是同向的，不管平衡与否，只要N2和H2反应就一定符合该比例。7(2019·保定高一检测)下列措施对加快化学反应速率明显有效的是(B)A钠与水反应：增大水的用量B焦炭燃烧：将固体焦炭研碎C铝发生置换反应制取H2：选用浓硫酸D合成氨反应：恒温恒容条件下通入Ne解析：水是液体，钠与水反应中增大水的用量不会改变反应速率，A错误；焦炭燃烧中将固体焦炭研碎，增大反应物的接触面积，反应速率加快，B正确；铝发生置换反应制取氢气中选用浓硫酸，常温下铝在浓硫酸中钝化，不能产生氢气，C错误；合成氨反应中恒温恒容条件下通入Ne，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误。8(2019·咸阳高一检测)已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量；由H原子和I原子形成1 mol HI分子时释放299 kJ的能量。下列判断不正确的是(A)AI2蒸气比H2分子稳定B2 mol HI(g)发生分解反应吸收11 kJ热量CHI与NaOH的反应属于放热反应D0.5 mol H2(g)与0.5 mol I2(g)完全反应释放出5.5 kJ热量解析：选项A，H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多，H2分子比I2稳定，A选项错误；选项B，设反应为2HI(g)=H2(g)I2(g)，则吸收的热量2E(HI)E(HH)E(II)2 mol×299 kJ·mol11 mol×436 kJ·mol11 mol×151 kJ·mol111 kJ；选项C，中和反应是放热反应；选项D，根据选项B的计算可知正确。9在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是(D)A反应的化学方程式为：2MNBt2时，正、逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率Dt1时，N的浓度是M浓度的2倍解析：分析本题图像可知，反应开始到时间t3时建立化学平衡。N的变化量为8 mol2 mol6 mol，M的变化量为5 mol2 mol3 mol，从图中可以看出N的量减少，是反应物，M的量增加，是生成物，因此该图所表示的化学反应方程式应为：2NM；t2时，M和N的物质的量相等(因反应在同一容器中进行，也可理解为浓度相等)，但正、逆反应速率并不相等，因为从图中可以看出反应并未达到平衡；t3时，已达到平衡，此时的正、逆反应速率相等；t1时，N和M的物质的量分别为6 mol和3 mol，且M、N在同一容器中，故N的浓度是M浓度的2倍。10爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2，下列对该蓄电池的推断错误的是(B)放电时，Fe参与负极反应，NiO2参与正极反应放电时，NiO2发生还原反应放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时，负极上的电极反应式为Fe2H2O2e=Fe(OH)22H该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中A只有BC D解析：根据电池总反应可知，放电时Fe失去电子化合价升高，Ni由4价降到2价，正确；放电时，NiO2在正极上发生还原反应，化合价降低，正确；放电时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，错误；放电时的生成物是氢氧化物，溶液不可能显酸性，故负极上的电极反应式为Fe2OH2e=Fe(OH)2，错误；因为该电池中含有氢氧化物，故电解质溶液是碱性溶液，正确。11(2019·海口高一检测)化学反应H2(g)I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下，向密闭容器中充入2 mol H2和3 mol I2(g)，充分反应后，该密闭容器中(D)A2 mol H2已耗尽B3 mol I2(g)已耗尽CHI的物质的量等于4 mol DHI的物质的量少于4 mol解析：由于该反应是可逆反应，所以2 mol H2不可能完全耗尽，A错误；由于该反应是可逆反应，所以3 mol I2(g)不可能完全耗尽，B错误；由于该反应是可逆反应，反应物转化率达不到100%，因此HI的物质的量一定小于4 mol，C错误，D正确。12(2019·佛山高一检测)天然气燃烧过程中的能量转化方式为(A)A化学能转化为热能 B化学能转化为电能C热能转化为化学能 D化学能转化为机械能解析：天然气燃烧，物质发生化学反应产生CO2、H2O，把化学能转化为热能。因此该过程中的能量转化方式为化学能转化为热能。13下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是(A)A石墨转变为金刚石是吸热反应B白磷比红磷稳定CS(g)O2(g)=SO2(g)H1S(s)O2(g)=SO2(g)H2则H1>H2DCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H1>0解析：从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；因S(s)S(g)，要吸收热量，故H1<H2，C错；由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，H1<0，D错。14对可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是(D)ANH3、O2、NO、H2O(g)同时存在时，则反应达到化学平衡状态B单位时间内生成x mol NO，同时消耗x mol NH3时，说明反应达到化学平衡状态C达到化学平衡状态时，若增大容器体积，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3v正(NH3)2v正(H2O)解析：四种气体同时存在时，不能说明可逆反应达到平衡状态，A错误；NO的生成与NH3的消耗均表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，B错误；增大容器的体积，反应物、生成物的浓度同时减少，正、逆反应速率同时减小，C错误；在反应的任意状态总有3v正(NH3)2v正(H2O)，D正确。15用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如图所示，有关说法正确的是(D)A电极1发生还原反应B电池工作时，Na向负极移动C电流由电极1经外电路流向电极2D电极2发生的电极反应为O24e2H2O= 4OH解析：电极1通入NH3发生氧化反应生成N2和H2O，A错误；阳离子向正极移动，B错误；电流由电极2(正极)经外电路流向电极1(负极)，C错误，电极2上O2得到电子，发生的电极反应为O24e2H2O= 4OH，D正确。16一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O。有关此电池的推断不正确的是(D)A通入氧气的电极为正极B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D放电一段时间后，正极区附近溶液的碱性减弱解析：A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1 mol乙烷参与反应时转移14 mol电子，则参与反应的氧气的物质的量为 mol，正确；C项，根据电极反应或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，故正确；D项，放电时正极反应为O24e2H2O= 4OH，产生OH，溶液的碱性增强，错误。二、非选择题(本题包含5个小题，共52分)17(12分)为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图所示：回答下列问题：(1)根据原电池原理填写下表：装置序号正极负极反应式阳离子移动方向甲_Al_Mg2e=Mg2_铝极_乙_Pt_Fe2e=Fe2_铂极_丙_Mg_镁极_丁_Al_Cu2e=Cu2_铝极_戊石墨H22e2OH=2H2O_石墨_(2)电极类型除与电极材料的性质有关，还与_电解质溶液的性质_有关。(3)根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？_不一定_(填“是”“否”或“不一定”)，请举例说明：_上述五个原电池中，戊装置的负极材料没有参与反应，其他电池的负极发生了氧化反应_。(4)指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲_酸性减弱_，丙_碱性减弱_，戊_碱性减弱_。 填酸性(或碱性)增强(或减弱)解析：(1)电池甲：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，H在铝极上发生还原反应；乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与NaOH溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，Al3与NaOH溶液反应生成AlO和水；丁电池：常温下，浓硝酸使铝钝化，铜溶解，铜为负极；戊电池是燃料电池，氢气与氧气反应，氢气发生氧化反应，在碱溶液中生成水，氧气发生还原反应。(2)通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由于电解质溶液不同，故电极名称不同，即电极类型与电极材料、电解质溶液都有关。(3)大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应，燃料电池的负极材料不参与反应，可燃物如氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等在负极区发生氧化反应。(4)根据溶液中离子参加反应情况判断溶液酸碱性的变化。18(10分)(2019·衡阳高一检测)将气体A、B置于固定容积为2 L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10 s末，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为_0.04_mol·L1·s1_。(2)反应前A的物质的量浓度是_1.5_mol·L1_。(3)10 s末，生成物D的浓度为_0.4_mol·L1_。(4)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”)。编号改变的条件生成D的速率降低温度_减小_增大A的浓度_增大_使用正催化剂_增大_恒容下充入Ne(不参与体系反应)_不变_19. (10分)(2019·武汉高一检测)一定温度下，在2 L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：(1)反应的化学方程式为2NM。(2)反应达到最大限度的时间是_6_min，该时间内的平均反应速率v(N)_0.5_mol·L1·min1_。(3)反应达到平衡状态时，放出6Q kJ的热量，则当容器中充入1 mol N时，反应放出的热量_。等于Q kJ 小于Q kJ大于Q kJ 等于2Q kJ(4)判断该反应达到平衡状态的依据是_。该条件下，正逆反应速率都为零该条件下，混合气体的密度不再发生变化该条件下，混合气体的压强不再发生变化该条件下，单位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M(5)能加快反应速率的措施是_。升高温度容器体积不变，充入惰性气体Ar容器压强不变，充入惰性气体Ar使用正催化剂解析：(1)反应进行到4 min时N减少8 mol4 mol4 mol，M增加4 mol2 mol2 mol，因此反应的化学方程式为2 NM。(2)根据图像可知反应进行到6 min时物质的物质的量不再发生变化，因此反应达到最大限度的时间是6 min，该时间内的平均反应速率v(N)0.5 mol·L1·min1。(3)反应达到平衡状态时，放出6Q kJ的热量，即消耗6 mol N放出6Q kJ的热量，由于是可逆反应，则1 mol N不能完全消耗，所以反应放出的热量为小于Q kJ，答案选。(4)达到平衡状态时正逆反应速率相等，但不能为零，错误。密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此该条件下，混合气体的密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，错误；正反应体积减小，则该条件下，混合气体的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，正确；该条件下，单位时间内消耗2 mol N的同时，生成1 mol M均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，错误；答案选。(5)升高温度反应速率加快；容积体积不变，充入惰性气体Ar，反应物浓度不变，反应速率不变；容器压强不变，充入惰性气体Ar，容器容积增大，反应物浓度减小，反应速率减小；使用正催化剂反应速率加快；答案选。20(10分)某温度下，在2 L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。(1)该反应的化学方程式是2X3YZ。在t1 min时，该反应达到了_平衡_状态，下列可作为判断该反应已达到该状态的是_D_。AX、Y、Z的反应速率相等BX、Y的反应速率比为23C生成3 mol Y的同时生成1 mol ZD生成1 mol Z的同时生成2 mol X(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1 mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46 kJ的热量，则至t1 min时，该反应吸收的热量为_36.8_kJ_；在0t1 min时间内，用H2表示反应的平均速率v(H2) mol·L1·min1。两位同学讨论放热反应和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法中正确的是_乙_同学。解析：(1)n(X)(2.41.6) mol0.8 mol，n(Y)(1.20) mol1.2 mol，n(Z)(0.40) mol0.4 mol，故X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为0.81.20.4231，反应方程式为2X3YZ。生成Z是正反应方向，生成X是逆反应方向，且生成X的物质的量是生成Z的2倍时，表明反应达到平衡状态。(2)t1 min时有0.8 mol NH3分解，反应吸收的热量为0.8 mol×46 kJ·mol136.8 kJ。v(H2) mol·L1·min1。有些放热反应也需要加热才能反应，甲同学的观点错误，但持续加热才能进行的反应是吸热反应，乙同学的观点正确。21(10分)利用NO2平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程。按图所示将实验装置连接好。向甲烧杯的水中投入一定量的CaO固体，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深；向乙烧杯中加入NH4NO3晶体，此时烧杯中NO2平衡混合气体颜色变浅。回答下列问题：(1)CaO与水反应的化学方程式为CaOH2O=Ca(OH)2，该反应为_放热反应_(填“吸热反应”或“放热反应”)。(2)NH4NO3晶体溶于水温度_降低_(填“升高”或“降低”)。NH4NO3溶于水_不是_(填“是”或“不是”)吸热反应。(3)查阅资料知NO2的平衡气体中存在的可逆反应为2NO2(g)N2O4(g)，已知NO2为红棕色，N2O4为无色，结合实验知，当温度升高时，此时反应速率_增大_(填“增大”“减小”或“不变化”)。混合气体的颜色不变_能_(填“能”或“不能”)证明反应已达平衡。解析：据信息可知NO2平衡混合气体遇热红棕色加深，遇冷时颜色变浅，所以CaO与水反应即CaOH2O=Ca(OH)2为放热反应，即1 mol CaO与1 mol H2O的总能量大于1 mol Ca(OH)2的总能量； NH4NO3晶体溶于水温度降低，但不是吸热反应，因为NH4NO3晶体溶于水无新物质生成。同时说明，温度能影响可逆反应2NO2(g)N2O4(g)，升温，反应速率增大；当混合气体颜色不变时，说明NO2的浓度不再变化，能说明反应已达平衡。11