河北省张家口市化学第六章 化学反应与能量单元测试含答案解析1.docx
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河北省张家口市化学第六章化学反应与能量单元测试含答案解析1
河北省张家口市化学第六章化学反应与能量单元测试含答案解析
一、选择题
1．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物
燃烧热/kJ·mol－1
化合物
燃烧热/kJ·mol－1
甲烷
890.3
正丁烷
2878.0
乙烷
1560.8
异丁烷
2869.6
丙烷
2221.5
2－甲基丁烷
3531.3
下列表达正确的是
A．乙烷燃烧的热化学方程式为：
2C2H6（g）＋7O2（g）＝4CO2（g）＋6H2O（g）ΔH＝－1560.8kJ·mol－1
B．稳定性：
正丁烷＞异丁烷
C．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
【答案】C
【详解】
A．根据乙烷燃烧热的含义：
完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8KJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）△H=-3121.6kJ/mol，故A错误；
B．由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故B错误；
C．正戊烷和2-甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，则互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2-甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540KJ/mol左右，且大于3531.3KJ/mol，故C正确；
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放热越少，即n越大，燃烧放出的热量越少，氢的数目越大燃烧放热越多，故D错误；
故答案为C。
2．在密闭容器中进行反应：
X2（g）＋3Y2（g）
2Z（g），其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（ ）。
A．c（Z）＝0.5mol·L－1B．c（Y2）＝0.5mol·L－1
C．c（X2）＝0.2mol·L－1D．c（Y2）＝0.6mol·L－1
【答案】B
【详解】
若反应向正反应进行，假定完全反应，则：
X2（g）+3Y2（g）
2Z（g）
起始量（mol/L）0.10.30.2
变化量（mol/L）0.10.30.2
平衡量（mol/L）000.4
若反应逆反应进行，假定完全反应，则：
X2（g）+3Y2（g）
2Z（g）
起始量（mol/L）0.10.30.2
变化量（mol/L）0.10.30.2
平衡量（mol/L）0.20.60
由于为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0＜c（X2）＜0.2，0＜c（Y2）＜0.6，0＜c（Z）＜0.4，B正确、ACD错误；
答案选B。
【点晴】
化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，解答的关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答。
3．下列反应中属于氧化还原反应又是吸热反应的是
A．镁与盐酸反应放出氢气B．氢氧化钠与盐酸的反应
C．硫在空气或氧气中燃烧D．灼热的炭与二氧化碳反应
【答案】D
【详解】
A．镁与盐酸反应放出氢气，属于放热反应，A不合题意；
B．氢氧化钠与盐酸的反应，属于非氧化还原反应，B不合题意；
C．硫在空气或氧气中燃烧，属于放热反应，C不合题意；
D．灼热的炭与二氧化碳反应，既属于氧化还原反应，又属于吸热反应，D符合题意；
故选D。
4．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。
某锂电池的电池反应为：
xLi+Li3-xNiCoMnO6
Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是
A．该电池的充、放电过程互为可逆反应
B．充电时主要为化学能转化为电能
C．放电过程中，Li+向电池的正极移动
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连
【答案】C
【详解】
A．对电池充电是在外接电源的情况下，使其逆向进行，而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的，二者进行的条件不同，充、放电也不是同时发生的，所以二者不是可逆反应，故A错误；
B．充电时，电能转化为化学能，故B错误；
C．原电池放电过程中，电池内部的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Li+向电池的正极移动，故C正确；
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连，故D错误。
答案为C。
5．原电池是化学电源的雏形。
关于如图所示原电池的说法正确的是
A．能将电能转化为化学能
B．电子从锌片经导线流向铜片
C．锌片为正极，发生氧化反应
D．铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－=Cu
【答案】B
【分析】
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此解答。
【详解】
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，
A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故B正确；
C.Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，负极上发生失去电子的氧化反应，故C错误；
D.原电池中，铜为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑，故D错误；
故答案选：
B。
6．锌—空气电池（原理如右图）适宜用作城市电动车的动力电源。
该电池放电时Zn转化为ZnO。
该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．该电池的负极反应为Zn＋H2O－2e－=ZnO＋2H＋
C．该电池放电时OH－向Zn电极移动
D．若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.1mole-
【答案】C
【详解】
A．氧气得电子发生还原反应，故A错误；
B．锌作负极，碱性条件下，负极上电极反应式为：
，故B错误；
C．原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH－向Zn电极移动，故C正确；
D．若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.2mole-，故D错误；
故选：
C。
7．下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片，在酒精灯火焰上加热，
铝不能滴落下来，好像有一层膜兜着
铝熔点高，没能熔化
B
将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧
集气瓶口上方有白烟生成
H2、Cl2化合生成HCl
C
取两支试管，分别放入一小片打磨过的铝片，再分别加入3mL20%的盐酸和氢氧化钠溶液
都有气体产生
前者生成氢气，后者生成氧气
D
相同温度条件下，向两支试管中分别加入2mL质量分数为3%和6%的H2O2溶液，再分别加入等量二氧化锰粉末，比较H2O2的分解速率
6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快
相同条件浓度大H2O2分解速率快
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【详解】
A．铝不能滴落下来，好像有一层膜兜着并不是因为铝熔点高，而是因为加热时铝与氧气反应生成熔点很高的氧化铝，故A错误；
B．生成的HCl气体与空气中的水蒸气凝结成小液滴，出现白雾并不是白烟，故B错误；
C．铝和盐酸或者氢氧化钠反应生成的气体均为氢气，故C错误；
D．两支试管中只有H2O2溶液的浓度不同，其他条件完全相同，6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快，可以说明相同条件浓度大H2O2分解速率快，故D正确；
综上所述答案为D。
8．钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。
一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：
NaTi2（PO4）3+2Na2NiFeII（CN）6
Na3Ti2（PO4）3+2NaNiFeIII（CN）6（注：
其中P的化合价为+5，Fe的上标II、III代表其价态）。
下列说法不正确的是
A．放电时NaTi2（PO4）3在正极发生还原反应
B．放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中
C．充电过程中阳极反应式为：
2NaNiFeIII（CN）6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII（CN）6
D．该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
【答案】C
【详解】
A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFeII（CN）6-2e－＝2NaNiFeIII（CN）6+2Na＋，Na2NiFeII（CN）6失电子被氧化发生氧化反应，正极为：
2NaTi2（PO4）3＋2Na＋+2e－＝Na3Ti2（PO4）3，NaTi2（PO4）3得电子被还原发生还原反应，故A项正确；
B.放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中，B项正确；
C.充电过程中阴极极反应式为：
2NaNiFeIII（CN）6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII（CN）6，阳极：
Na3Ti2（PO4）3-2e－＝2NaTi2（PO4）3＋2Na＋，故C项错误；
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变，D项正确；
本题选C。
9．运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论，其中合理的是
A．铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更易锈蚀
B．水和过氧化氢的组成元素相同，则二者的化学性质相同
C．Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8，由此得出离子的最外层电子数均为8
D．同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率更快，说明催化剂可以改变反应速率
【答案】D
【详解】
A．铝的金属活动性比铁强，但铝制品比铁制品更耐腐蚀，因为在铝制品表明能形成一层致密的氧化膜，A错误；
B．水和过氧化氢的组成元素相同，二者的化学性质不相同，B错误；
C．Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8，但离子的最外层电子数不一定均为8，例如铁离子等，C错误；
D．同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率更快，说明催化剂可以改变反应速率，D正确；
答案选D。
10．1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：
X（g）+aY（g）
bZ（g），反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。
而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是
A．a=l，b=2B．a=2，b=1C．a=2，b=2D．a=3，b=2
【答案】D
【分析】
1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：
X（g）+aY（g）⇌bZ（g）。
反应达到平衡后，测得X的转化率为50%．而且，在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比，讨论分析判断得到a、b的取值。
【详解】
X（g）+aY（g）⇌bZ（g）。
起始量（mol） 1 a 0
变化量（mol） 0.5 0.5a 0.5b
平衡量（mol）0.5 0.5a 0.5b
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比，在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的
，即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量
，则得到；（0.5+0.5a+0.5b）:
（1+a）=3:
4，计算得到：
2b=a+1，依据选项中的取值分析判断，a=3，b=2符合计算关系。
故选D。
11．在一定条件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是（）
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．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
【答案】B
【详解】
A．由于发生是从正反应方向开始的，所以开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零，正确；
B．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，因此正反应速率逐渐减小，逆反应的速率逐渐增大，最后当正反应与逆反应的速率相等时反应达到了平衡，但是不可能减小为零。
错误；
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，当增大到与正反应速率相等时，反应就达到了平衡状态而最后保持恒定，正确；
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，当达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等且都保持恒定，正确。
12．H2能在Cl2中燃烧生成HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。
图为H2、Cl2和HCl三者相互转化的微观过程示意图，下列说法正确的是
A．过程1放热B．过程2吸热C．过程3放热D．过程4放热
【答案】C
【详解】
化学反应的过程中存在化学键的断裂与形成，其中键断裂吸热，键形成放热，图中过程1是吸热过程，过程2是放热过程，氢气在氯气中燃烧是放热过程，而氯化氢的分解是吸热过程，故答案为C。
13．一定温度下的恒容密闭容器中，反应A2（g）＋B2（g）
2AB（g）达到平衡的标志是
A．速率之比ν（A2）:
ν（B2）:
ν（AB）＝1:
1:
2
B．浓度之比c（A2）:
c（B2）:
c（AB）＝1:
1:
2
C．单位时间内生成2nmolAB，同时消耗nmolA2
D．各物质的浓度不再改变
【答案】D
【详解】
A.它们的速率之比虽然等于化学计量数之比，但并不能表示正反应速率和逆反应速率相等，所以A不正确；
B.平衡状态下的各组分的浓度之比通常不等于化学计量数之比，只有它们的浓度不持不变状态才是平衡状态，所以B不正确；
C.单位时间内生成2nmolAB，同时消耗nmolA2，只描述了正反应速率，不能表示正反应速率与逆反应速率相等，所以C不正确；
D.各物质的浓度不再改变，说明各组分的百分含量保持不变了，所以是平衡状态。
【点睛】
一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断；一是看正反应速率是否等于逆反应速率，两个速率必须能代表正、逆两个方向，然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比，具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率；二是判断物理量是否为变量，变量不变达平衡。
14．电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2↓，图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。
下列说法正确的是
A．图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg（OH）2↓
B．图乙中Cr2O72-向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合，转化成Cr（OH）3除去
C．图乙电解池中，若有0.84g阳极材料参与反应，则阴极会有168mL（标准状况）的气体产生
D．若图甲燃料电池消耗0.36g镁产生的电量用以图乙废水处理，理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【答案】A
【详解】
A．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2↓，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg（OH）2↓，A正确；
B．图乙中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O72-离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去，B错误；
C．图乙的电解池中，阳极反应式是Fe-2e-＝Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑，则n（Fe）=
=0.015mol，阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol＝0.336L，C错误；
D．由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe（OH）3↓，则n（Mg）=
=0.015mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g，D错误；
答案选A。
15．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：
16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。
下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：
2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
【答案】D
【详解】
A．原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的多少可能发生多种反应，其中可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故A正确；B．原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C．石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D．电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误；答案为D。
16．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。
下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：
下列说法不正确的是
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应：
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
D．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
2
【答案】A
【详解】
A.Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；
B.废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁，生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子，形成亚铁离子和铁离子的混合溶液，若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子，将不能得到高纯度四氧化三铁产品，其中会混入氧化铁杂质，故B正确；
C.根据B的分析，加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应：
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故C正确；
D.根据最终产品为四氧化三铁，其中Fe2+和Fe3+的数目比为1:
2，因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1:
2，故D正确；
故选A。
17．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中（容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到平衡:
NH2COONH4（s）
2NH3（g）+CO2（g）。
可以判断该反应已经达到平衡的是
A．2v（NH3）=v（CO2）B．容器中总压强不变
C．容器中混合气体的平均相对分子质量不变D．容器中氨气的体积分数不变
【答案】B
【详解】
A.当v（NH3）正=v（NH3）逆或v（NH3）正=2v（CO2）逆时，即该反应正反应和逆反应速率相等，已经达到平衡，2v（NH3）=v（CO2）不能表明正反应和逆反应速率相等，故A错误；
B.随着NH2COONH4（s）
2NH3（g）+CO2（g）不断进行，容器中总压强会有变化，当总压强不变时，则能表明气体总的物质的量、各成为的物质的量不再变化，该反应已经达到平衡，故B正确；
C.容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，因为混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:
1混合而成，故C错误；
D.容器中混合气体是氨气和二氧化碳按物质的量之比为2:
1混合而成，氨气的体积分数始终为66.67%，故D错误；
答案选B。
18．我国科学家在CO2电催化还原制乙烯和乙醇方面取得重要突破，其反应机理如下图所示。
下列有关说法错误的是
A．第1步中“CO2→*CO"碳氧双键断开需要吸收能量
B．第2步发生反应的化学方程式为*CO+H→*CHO
C．第3步“*CHO→*OCHCHO*”吸附在催化剂表面原子数目及种类不变
D．第4步产物有乙烯、乙醇和水
【答案】C
【分析】
由图可知：
第1步CO2碳氧双键断开形成*CO和O，第2步发生反应*CO+H→*CHO，第3步“*CHO→*OCHCHO*”，第4步为*OCHCHO*脱离催化剂表面生成乙烯和乙醇，据此分析。
【详解】
A．断开共价键需要吸收能量，故A正确；
B．观察图，第2步发生反应的化学方程式为*CO+H→*CHO，故B正确；
C．第3步“*CHO→*OCHCHO*”吸附在催化剂表面原子种类改变，数目增加，故C错误，；
D．第4步产物有乙烯、乙醇，根据原子守恒，产物中有水生成，故D正确；
答案选C。
19．某化学反应2X（g）
Y（g）＋Z（g）在4种不同条件下进行，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度（mol·L
－1）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验
序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
1.0
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
下列说法不正确的是（）
A．c＞1.0
B．实验2可能使用了催化剂
C．实验3比实验2先达到化学平衡状态
D．前10分钟，实验4的平均化学反应速率比实验
1的大
【答案】C
【详解】
A．实验3达到平衡X的浓度大于实验1，温度相同，达到平衡说明X起始浓度C大于1.0mol/L，故A正确；
B．实验2和实验1达到相同的平衡状态，但实验2所需时间短说明可能使用了催化剂，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，故B正确；
C．依据图表数据分析，实验3在40min时X浓度不变达到平衡，实验2在20min时达到平衡，实验2达到平衡快，故C错误；
D．实验4和实验1在10分钟都未达到平衡，依据化学反应速率概念计算，实验1X的反应速率=
=0.02mol/L•min，实验4X的反应速率=
=0.06mol/L•min，所以实验4反应速率大于实验1，故D正确；
故选C。
【点睛】
解答时应注意如下几点：
（1）反应达到平衡的过程是（以起始生成物浓度为0为例）：
①开始：
反应物浓度最大，生成物浓度为0，正反应速率最大，逆反应速率为0；②过程中：
反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增大，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大；③平衡时：
反应物浓度和生成物浓度都达到平衡，保持不变，正逆反应速率也保持不变；
（2）化学平衡研究的对象是可逆反应，因此不可能完全转化；达到化学
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