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第二章化学反应与能量

章末检测试卷

（二）

一、选择题（本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意）

1．（2018·厦门双十中学期中）达康书记又追问环保局长：

那么垃圾处理中，能随便焚烧吗？

焚烧垃圾会降低GDP的。

在焚烧垃圾过程中发生了（　　）

A．吸热的非氧化还原反应B．吸热的氧化还原反应

C．放热的非氧化还原反应D．放热的氧化还原反应

答案　D

解析　焚烧垃圾会产生有害气体污染环境，因此垃圾处理中不能随便焚烧，在焚烧垃圾过程中发生了放热的氧化还原反应，答案选D。

2．化学反应中必然伴随着物质变化和能量变化，下列说法正确的是（　　）

A．浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热，所以该过程是放热反应

B．吸热反应一定要在加热或高温条件下才能进行

C．上图可表示放热反应中的能量变化

D．焰色反应有能量变化，所以焰色反应是化学反应

答案　C

解析　浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热，没有产生新物质，不是化学变化，不能称为放热反应，A项错误；吸热反应不一定要在加热或高温条件下才能进行，例如氢氧化钡与氯化铵晶体之间的反应，B项错误；图中反应物总能量高于生成物总能量，因此可表示放热反应中的能量变化，C项正确；焰色反应属于物理变化，D项错误。

3．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。

下列有关该装置的说法正确的是（　　）

A．铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2＋产生

B．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变

C．其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”

D．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光

答案　C

解析　锌片作负极，发生氧化反应，铜片作正极，发生还原反应，铜片上有气泡产生，故A错误；如果将锌片换成铁片，铁片依然作负极，电路中的电流方向不会发生改变，故B错误；其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，故C正确；如果将稀硫酸换成柠檬汁，由于柠檬汁中含有柠檬酸，溶液呈酸性，LED灯也会发光，故D错误。

4．如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。

小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。

片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）（　　）

A．铁圈和银圈左右摇摆不定

B．保持平衡状态不变

C．铁圈向下倾斜

D．银圈向下倾斜

答案　D

解析　加入CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2＋在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。

5．甲：

在试管中加入1g粉末状大理石，加入4mol·L－1盐酸20mL（过量）；乙：

在试管中加入2g颗粒状大理石，加入4mol·L－1盐酸20mL（过量）；下列CO2生成体积（折算成标准状况）V（CO2）同反应时间t的关系曲线图合理的是（　　）

答案　D

解析　甲、乙试管中大理石的状态和质量不同，甲中1g粉末状的大理石，乙中2g颗粒状的大理石，产生气体的速率甲比乙快，产生气体的量乙是甲的2倍，因此甲曲线比乙曲线斜率大，乙曲线比甲曲线气体体积大，甲比乙先反应完，分析比较可知D项正确。

6．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）。

下列说法不正确的是（　　）

A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低

B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率

C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定

D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡

答案　A

解析　升温，正、逆反应速率均增大，A项错误；催化剂可同等程度地提高v正、v逆，B项正确；平衡状态的标志之一是“等”——正、逆反应速率相等且保持不变，C项正确；单位时间内消耗CO（代表v正）和CO2（代表v逆）的物质的量相等，再根据反应速率之比等于化学计量数之比，实质反映了同一物质的v正＝v逆，说明反应达到平衡，D项正确。

7．（2018·铜陵市期中）根据如图所示示意图，下列说法不正确的是（　　）

A．反应C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g），能量增加（b－a）kJ·mol－1

B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量

C．1molC（s）和1molH2O（l）反应生成1molCO（g）和1molH2（g）吸收的热量为131.3kJ

D．1molC（s）、2molH、1molO转变成1molCO（g）和1molH2（g）放出的热量为akJ

答案　C

解析　由图可知，该反应为吸热反应，反应的热化学方程式可表示为C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝（b－a）kJ·mol－1，A项正确；该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B项正确；根据图像可知1molC（s）和1molH2O（g）反应生成1molCO（g）和1molH2（g）吸收的热量为131.3kJ，而1molH2O（l）变为1molH2O（g）时要吸收热量，因此1molC（s）和1molH2O（l）反应生成1molCO（g）和1molH2（g）吸收的热量大于131.3kJ，C项错误；由图可知，1molC（s）、2molH、1molO转变成1molCO（g）和1molH2（g）放出的热量为akJ，D项正确。

8．根据下面的信息，下列叙述正确的是（　　）

H2O（g）

A．2molH2（g）跟1molO2（g）反应生成2molH2O（g）吸收能量为490kJ

B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

C．1molH2（g）跟0.5molO2（g）反应生成1molH2O（l）释放能量为245kJ

D．2molH2O（g）的能量比2molH2（g）与1molO2（g）的能量之和低

答案　D

解析　2molH2（g）跟1molO2（g）反应生成2molH2O（g）放出的能量为490kJ，A项不正确；化学反应中能量变化的大小与参加反应的反应物的质量成正比，B项不正确；1molH2（g）跟0.5molO2（g）反应生成1molH2O（g）释放能量为245kJ，C项不正确；2molH2（g）跟1molO2（g）反应生成2molH2O（g）的反应是放热反应，故2molH2O（g）的能量比2molH2（g）与1molO2（g）的能量之和低，D项正确。

9．纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。

有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。

关于该电池下列叙述不正确的是（　　）

A．正极的电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－

B．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应

C．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极

D．使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极

答案　D

解析　由题意知，纽扣电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO，故Zn为负极、Ag2O为正极。

正极发生还原反应，电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，A项正确；Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应，B项正确；使用时Zn是负极，电子由Zn极经外电路流向正极，C项正确；使用时溶液中电流的方向（即内电路的电流方向）是由负极流向正极，即Zn极流向Ag2O极，溶液中是由离子导电的，D项不正确。

10．据最近媒体报道，化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池，这种电池的电解质溶液为KOH溶液，储电量是锂电池的五倍，而且更安全、更环保，其反应原理为2Zn＋O2＋4KOH＋2H2O

2K2Zn（OH）4。

下列说法正确的是（　　）

A．放电时，负极反应式为Zn＋2e－＋4OH－===Zn（OH）2↓

B．放电时，电路中通过4mol电子，消耗22.4L氧气

C．充电时，电解质溶液中OH－浓度逐渐增大

D．充电时，电解质溶液中K＋向正极移动，且发生氧化反应

答案　C

解析　放电时，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）

，选项A错误；放电时，电路中通过4mol电子，则消耗标况下22.4L氧气，选项B错误；充电时，电解池阴极反应为Zn（OH）

＋2e－===Zn＋4OH－，电解质溶液中c（OH－）逐渐增大，选项C正确；充电时阳离子向阴极移动，即充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动且发生还原反应，选项D错误。

11．某兴趣小组学生设计水果电池：

把锌片和铜片用导线连接好，然后将锌片和铜片平行插入新鲜西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流表，指针发生偏转，将西红柿换成橘子后重新做实验，发现电流表指针没有发生偏转。

下列针对该组实验的说法正确的是（　　）

A．通过对比实验说明西红柿汁是电解质溶液而橘子汁是非电解质溶液

B．通过对比实验得出西红柿汁：

pH＜7，橘子汁：

pH＞7

C．用橘子探究原电池工作原理的实验不可能获得成功

D．通过对比实验说明构成原电池条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路

答案　D

解析　将西红柿换成橘子后重新做实验，电流表指针没有发生偏转，说明没有形成原电池，其原因是多方面的，因此不能说明西红柿汁是电解质溶液而橘子汁是非电解质溶液，A项错误；通过对比实验不能得出西红柿汁：

pH＜7，橘子汁：

pH＞7，B项错误；用橘子也可以探究原电池工作原理，C项错误；通过以上分析和实验现象说明构成原电池条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路，D项正确。

12．在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），当m、n、p、q为任意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡的是（　　）

①体系的压强不再改变　②体系的密度不再改变　③各组分的浓度不再改变　④各组分的质量分数不再改变　⑤反应速率v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q　⑥单位时间内mmolA发生断键反应，同时pmolC也发生断键反应

A．③④⑤⑥B．③④⑥

C．①③④D．②③⑥

答案　B

解析　①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故错误；②因为在一个固定容积的密闭容器中进行的反应，反应物和生成物都是气体，所以体系的密度不会改变，故不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故正确；④当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故正确；⑤反应速率v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；⑥单位时间内mmolA发生断键反应等效于pmolC形成，同时pmolC也发生断键反应，故正确。

13．向容积为2L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生如下反应：

2A（g）＋B（g）3C（g）；经2s后达到平衡，测得C气体的浓度为0.6mol·L－1。

下列说法中正确的是（　　）

①用物质A表示该反应的平均速率为0.2mol·L－1·s－1

②用物质B表示该反应的平均反应速率为0.2mol·L－1·s－1

③平衡时物质A与B的转化率相等

④平衡时物质B的浓度为0.2mol·L－1

A．①②③B．①③

C．②④D．①④

答案　B

解析　由题意，平衡时生成C的物质的量为0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，根据方程式和有关数据列三段式：

2A（g）＋B（g）3C（g）

起始量/mol210

转化量/mol0.80.41.2

平衡量/mol1.20.61.2

所以①用物质A表示该反应的平均反应速率为

＝0.2mol·L－1·s－1，正确；②用物质B表示该反应的平均反应速率为

＝0.1mol·L－1·s－1，错误；③平衡时物质A与B的转化率分别为

×100%＝40%、

×100%＝40%，所以平衡时物质A与B的转化率相等，正确；④平衡时物质B的浓度为

＝0.3mol·L－1，错误。

综上，①③正确。

14．（2017·廊坊高一检测）为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（　　）

答案　D

解析　没有对比实验，A错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，B错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，C错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D正确。

15．对于放热反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，下列叙述正确的是（　　）

A．反应过程中的能量关系可用上图表示

B．1molZn的能量大于1molH2的能量

C．若将其设计为原电池，则锌作正极

D．若将其设计为原电池，当有32.5gZn溶解时，正极放出的气体一定为11.2L

答案　A

解析　根据能量守恒，则反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，锌和硫酸反应为放热反应，A项正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应物和生成物均有两种，无法比较1molZn和1molH2的能量大小，B项错误；若将其设计为原电池，锌化合价升高，失电子，则锌作负极，C项错误；若将其设计为原电池，当有32.5gZn溶解时，消耗锌的物质的量为0.5mol，根据反应方程式可知生成0.5molH2，但气体所处状态未知，不能确定气体体积，D项错误；

16．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷（C4H10）气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。

下列对该燃料电池的说法正确的是（　　）

A．在熔融电解质中，O2－移向正极

B．当负极消耗4.48L气体时，转移电子5.2mol

C．电子的流向：

负极经外电路流向正极，再通过内电路流回负极

D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O

答案　D

解析　该装置是原电池，在熔融电解质中，氧离子由正极向负极移动，A错误；负极电极反应式为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，负极消耗4.48L气体的物质的量不一定是0.2mol，转移电子不一定是5.2mol，B错误；原电池内部不存在电子转移，只存在阴、阳离子的定向移动，C错误；通入丁烷的电极是负极，负极上丁烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，D正确。

17．氢氧燃料电池常用于航天飞船，由电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：

负极：

2H2＋4OH－－4e－===4H2O

正极：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

当得到1.8kg饮用水时，电池内转移电子的物质的量为（　　）

A．1.8molB．3.6mol

C．100molD．200mol

答案　D

解析　由电池的正、负极反应可得出电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，每转移4mol电子，产生2molH2O，现n（H2O）＝100mol，则转移电子的物质的量为2×100mol＝200mol。

18．（2017·沈阳期末）一定条件下，将3molA气体和1molB气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：

3A（g）＋B（g）C（g）＋2D（s）。

2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。

下列判断正确的是（　　）

A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态

B．2min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢

C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1

D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3mol·L－1·min－1

答案　D

解析　产物D为固体，因此容器体积恒定时，若混合气体的密度不再改变，则混合气体的质量一定不再改变，反应一定达到平衡状态，A项错误；缩小体积增大压强，正、逆反应速率均加快；容器体积不变，充入与体系无关的气体，虽然容器总压强增大，但体系内各物质浓度不变，正、逆反应速率均不变，B项错误；

3A（g）　＋　B（g）C（g）＋2D（s）

起始/mol3100

转化/mol1.20.40.40.8

平衡/mol1.80.60.40.8

A的转化率为

×100%＝40%，B的转化率为

×100%＝40%，二者之比为1∶1，C项错误；v（A）＝

＝0.3mol·L－1·min－1，D项正确。

二、非选择题（本题共4小题，共46分）

19．（14分）（2018·内蒙古太仆寺旗月考）分别按下图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中A为电流表。

请回答下列问题：

（1）以下叙述中，正确的是（填字母）。

A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极

B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生

C．两烧杯中溶液pH均增大

D．产生气泡的速度甲中比乙中慢

E．乙的外电路中电流方向Zn→Cu

F．乙溶液中SO

向铜片方向移动

（2）变化过程中能量转化的主要形式：

甲为；乙为。

（3）在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是

。

（4）在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式：

铜电极：

，总反应：

。

当电路中转移0.25mol电子时，消耗负极材料的质量为g（Zn的相对原子质量65）。

答案　

（1）CD　

（2）化学能转化为热能　化学能转化为电能

（3）锌片不纯，在锌片上就形成原电池

（4）Cu2＋＋2e－===Cu　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

8．125

解析　甲中没有形成闭合回路，不能构成原电池，铜不能与稀硫酸反应，所以铜片表面没有气泡产生，烧杯中氢离子参加反应，浓度减小，溶液的pH增大。

乙中构成原电池，加快了化学反应速率，所以产生气泡的速率甲中比乙中慢；乙中Zn为负极，Cu为正极，所以电流方向Cu→Zn，溶液中的H＋向铜片方向移动，SO

向锌片方向移动。

乙中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，转移0.25mol电子时，消耗Zn0.125mol，质量为0.125mol×65g·mol－1＝8.125g。

20．（14分）（2018·江苏海安期中）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间/min

1

2

3

4

5

氢气体积/mL（标准状况）

100

240

464

576

620

①哪一时间段反应速率最大min（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”），原因是

。

②求3～4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变）。

（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是（填字母）。

A．蒸馏水B．KCl溶液

C．KNO3溶液D．CuSO4溶液

（3）某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是。

②该反应达到平衡状态的标志是（填字母）。

A．Y的体积分数在混合气体中保持不变

B．X、Y的反应速率比为3∶1

C．容器内气体压强保持不变

D．容器内气体的总质量保持不变

E．生成1molY的同时消耗2molZ

③2min内Y的转化率为。

答案　

（1）①2～3　因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快　②0.025mol·L－1·min－1

（2）CD

（3）①3X（g）＋Y（g）2Z（g）　②AC　③10%

解析　

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3min；原因是因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；②在3～4min时间段内，n（H2）＝0.112L/22.4L·mol－1＝0.005mol，消耗盐酸的物质的量为0.01mol，故v（HCl）＝

＝0.025mol·L－1·min－1。

（2）加入蒸馏水，及加入KCl溶液，H＋浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故A、B正确；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有NO

，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，错误；D项，加入CuSO4溶液，形成原电池，反应速度增大，且影响生成氢气的量，错误。

（3）①由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，Δn（Y）＝0.2mol，Δn（Z）＝0.4mol，Δn（X）＝0.6mol，则Δn（Y）∶Δn（Z）∶Δn（X）＝1∶2∶3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为3X（g）＋Y（g）2Z（g）；②X、Y的反应速率比为3∶1，随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为3∶1，不能作为平衡状态的标志，故B错误；反应物和生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为平衡状态的标志，故D错误；生成1molY的同时消耗2molZ均只能表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，故E错误；③2min内X的转化率＝

×100%＝（1mol－0.9mol）÷1mol×100%＝10%。

21．（10分）CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

（1）已知CH3OH（g）＋

O2（g）CO2（g）＋2H2（g）的能量变化如图所示，下列说法正确的是（填字母）。

a．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程

b．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2

c．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化

d．1molH—O键断裂的同时2molC===O键断裂，则反应达最大限度

（2）某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c（O2）＝0.2mol·L－1,4min内平均反应速率v（H2）＝，则CH3OH的转化率为。

（3）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电解质溶液）构成。

其中负极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO

＋6H2O。

则下列说法正确的是（填序号）。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子

答案　

（1）cd

（2）0.8mol·L－1·min－1　64%

（3）②③

解析　

（1）由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程，a项错误；平均反应速率之比等于化学计量数之比，H2的生成速率与CH3O