专题六检测 化学反应与能量变化及反应速率与限度 高中学业水平复习化学（含解析）（人教版）
专题检测 化学反应与能量变化及反应速率与限度
一、单选题
1.(2021·7月合格考)“绿,使中国青山常在。”下列措施不利于建设绿色中国的是( )
A.维持燃煤使用比重
B.推广使用电动车
C.鼓励乡村光伏发电
D.推广使用新能源
2.(2024·山东夏季合格考)下列有关化学反应与能量变化的说法错误的是( )
A.燃烧都属于放热反应
B.化学反应必然伴随着能量的变化
C.吸热反应是指需要加热才能进行的反应
D.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的本质原因
3.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是( )
A.燃烧属于放热反应
B.中和反应是吸热反应
C.断裂化学键放出能量
D.反应物总能量与生成物总能量一定相等
4.(2022·7月合格考)18世纪末,伏打电池的发明开创了电池发展新纪元。如图所示的电池工作时( )
A.将电能转化为化学能
B.电子由银电极流向锌电极
C.正极反应:Zn2++2e-Zn
D.总反应:Zn+2H+Zn2++H2↑
5.(2021·7月合格考)汽车尾气系统中的催化转化器使尾气发生反应2NOx+2xCO2xCO2+N2,生成参与大气循环的无毒气体。下列说法正确的是( )
A.催化剂增大了反应速率
B.反应过程中没有能量的转化
C.使用催化转化器可以避免排放温室气体
D.采用较长的排气管能杜绝污染性气体的排放
6.(2022·7月合格考)工业合成氨反应为N2+3H22NH3,该反应若在密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.减压可以提高NH3产量
B.使用催化剂可加快反应速率
C.升高温度可以实现N2的完全转化
D.平衡时NH3的物质的量是N2的两倍
7.(2023·2月合格考)一定条件下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随反应时间(t)变化的曲线如图所示。其中,处于化学平衡状态的时刻是( )
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4
8. (2024·福建1月合格考)一种简单原电池装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片作负极
B.锌极发生还原反应
C.铜片表面有气泡产生
D.电子由铜片经导线流向锌片
9. (2024·黑龙江1月合格考)电池放电后不能充电的电池属于一次电池,能充电的电池属于二次电池。下列属于一次电池的是( )
A.铅酸蓄电池 B.锌锰干电池
C.镍氢电池 D.锂离子电池
10.(2021·1月合格考)化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.锌电极发生氧化反应
B.锌片和铜片都有O2产生
C.电子由铜电极经导线流向锌电极
D.原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变
11.(2023·2月合格考)氢氧燃料电池具有绿色环保和高效等特点,某种氢氧燃料电池的结构示意图如图。该电池工作时( )
A.a处通入O2
B.甲电极为负极
C.将电能转化为化学能
D.正极反应式为H2-2e-2H+
12.(2023·7月合格考)丙烷脱氢生成丙烯的反应为C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)。该反应在恒容密闭容器中进行,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是( )
A.C3H8的质量保持不变
B.C3H6的含量保持不变
C.H2的物质的量保持不变
D.C3H8的消耗速率与C3H6的生成速率相等
13.(2021·7月合格考)一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如图所示,a、b为惰性电极。该电池放电时( )
A.电能转化为化学能
B.a为电池的正极
C.H+由a极移向b极
D.b的电极反应式:V3+ + e-V2+
14.(2024·福建1月合格考)工业制硫酸中的一步重要反应是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下的密闭容器中进行反应,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是( )
A.SO2的质量保持不变
B.SO3的含量保持不变
C.正反应和逆反应的速率相等
D.SO2、O2和SO3的物质的量之比为2∶1∶2
15.(2024·山东夏季合格考)用锌粒与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施能提高生成氢气速率的是( )
A.降低温度 B.加入少量浓硝酸
C.用锌粉代替锌粒 D.加入少量硫酸钠溶液
16.(2024·黑龙江1月合格考)关于原电池原理示意图错误的是( )
A.锌片上发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+
B.铜片上有气泡产生
C.溶液中阳离子向锌片移动
D.电子从锌片经导线流向铜片
17.(2024·黑龙江1月合格考)关于下列过程,应加快其速率的是( )
A.食物的变质 B.橡胶和塑料的老化
C.金属的锈蚀 D.工业上合成氨
18.(2024·山东夏季合格考)某原电池装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.铜是负极
B.N向正极移动
C.电子从铜片经导线流向银片
D.一段时间后,溶液变为蓝色
19. (2024·北京合格考)一定温度下,在恒容、密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。当反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是( )
A.SO2全部转化为SO3
B.SO2和SO3的浓度一定相等
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化
20.(2024·北京合格考)变量控制是科学研究的重要方法。实验室用相同质量的铁与足量相同体积的盐酸分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是( )
选项 A B C D
盐酸的浓度/(mol·L-1) 0.5 1 0.5 1
铁的状态 片状 片状 粉末 粉末
21.(2020·1月合格考改编)我国学者近年研究了铜基催化剂作用下的反应4HCl+O22H2O+2Cl2,保持其他条件不变,温度为T1和T2时,HCl的反应速率v(HCl)随HCl的转化率α(HCl)的变化示意图如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.T1>T2
B.T1
D.反应速率只受温度、浓度影响
二、不定项选择题
电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。用图甲、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为电流计。
结合上述材料,回答22～26小题。
22.甲装置中若2 min内硫酸浓度由1.5 mol·L-1降至1.1 mol·L-1,则2 min内用硫酸表示的平均反应速率为( )
A.0.1 mol·L-1·min-1
B.0.2 mol·L-1·min-1
C.0.3 mol·L-1·min-1
D.0.4 mol·L-1·min-1
23.以下说法正确的是( )
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.两烧杯中溶液的c(H+)均减小
D.乙中电流从铜片经导线流向锌片
24.乙装置中电池总反应和电极反应式书写正确的是( )
A.总反应:Zn+2H+Zn2++H2↑
B.正极:Zn-2e-Zn2+
C.负极:Cu-2e-Cu2+
D.负极:Zn-2e-Zn2+
25.当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时,通过导线的电子数为( )
A.0.1NA B.0.2NA
C.NA D.0.05NA
26.若电路导线上通过1 mol电子,下列关于两极变化的说法错误的是( )
A.锌片质量减少32.5 g
B.锌片增重32.5 g
C.铜片上析出1 g H2
D.铜片上析出1 mol H2
1.A 维持燃煤使用比重,将产生大量的温室气体和空气污染物,不利于建设绿色中国,而推广使用电动车、鼓励乡村光伏发电、推广使用新能源则有利于建设绿色中国,故选A。
2.C 并不是所有吸热反应都需要加热,如氯化铵和氢氧化钡晶体之间的反应是吸热的,但不需要加热即可发生,故C符合题意。
3.A 物质燃烧、中和反应都是放热反应,A正确,B错误;断裂化学键吸收能量,C错误;化学反应中的物质变化一定伴随着能量变化,反应物总能量与生成物总能量一定不相等,D错误。
4.D 原电池是将化学能转化为电能的装置,A项错误;锌比银活泼,则锌会失去电子,银电极上得电子,即电子由锌电极通过导线流向银电极,B项错误;锌会失去电子,负极反应为Zn-2e-Zn2+,银电极上H+得电子,则正极反应为2H++2e-H2↑,C项错误;由C项分析可知,总反应为Zn+2H+Zn2++H2↑,D项正确。
5.A 汽车尾气系统中催化转化器中,催化剂的作用是增大氮氧化物转化为氮气的反应速率,A正确;氮氧化物转化为氮气、一氧化碳转化为二氧化碳的反应过程中,涉及旧化学键的断裂、新化学键的形成过程,前者需要吸收能量,后者需要放出能量,B错误;使用催化转化器,可以增大反应速率,使有毒的氮氧化物、一氧化碳转化为无毒气体,但增加了温室气体的排放,C错误;采用较长的排气管,无法改变反应的限度,无法杜绝污染性气体的排放,D错误。
6.B 减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,减小压强该平衡逆向移动,所以减压会降低NH3产量,故A错误;催化剂能增大反应速率,故B正确;该反应是可逆反应,可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物,故C错误;该反应平衡时各物质浓度不变,但NH3的物质的量不一定是N2的两倍,故D错误。
7.D 当可逆反应达到平衡状态时,用同一物质表示的正、逆反应速率相等。根据图示可知,处于化学平衡状态的时刻是t4,故D正确。
8.C 金属活动性锌强于铜,锌片为负极,发生失去电子的氧化反应,故A、B错误;铜片为正极,氢离子在铜片表面得电子生成氢气,有气泡产生,故C正确;电子由锌片经导线流向铜片,故D错误。
9.B 铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池放电后皆可充电,属于二次电池,A、C、D错误;锌锰干电池放电后不能再充电,属于一次电池,B正确。
10.A 锌比铜活泼,作负极,发生氧化反应,故A正确;铜作正极,电极上有氢气产生,电极反应式为2H++2e-H2↑,故B错误;电子由负极流向正极,即从锌电极经导线流向铜电极,故C错误;原电池工作一段时间后,正极消耗H+,产生H2,则溶液的c(H+)变小,故D错误。
11.B 根据氢离子的移动方向可知,乙电极为正极,通入的是氧气,则甲电极为负极,通入的是氢气,故A错误,B正确;原电池工作时将化学能转化为电能,故C错误;正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,故D错误。
12.D 平衡状态的特征是各组分的质量、物质的量或含量不再改变,故A、B、C不符合题意;C3H8的消耗速率与C3H6的生成速率,都指的是正反应速率,未体现正、逆反应速率的大小关系,故D符合题意。
13.B 钒(V)蓄电池放电时,化学能转化为电能,A错误;从放电时外电路中电子的移动方向可知,电子从负极流出,经过导线、电流计,流入正极,因此a为电池的正极,b为电池的负极,B正确;内电路中,带正电的阳离子移向正极,带负电的阴离子移向负极,因此氢离子从负极移向正极,即从b极移向a极,C错误;放电时,负极上发生氧化反应,失去电子,元素的化合价升高,则b极的电极反应式为V2+-e-V3+,D错误。
14.D SO2的质量保持不变,SO3的含量保持不变,均可说明混合物中各物质的量不变,反应达到了平衡状态,故A、B不符合题意;正反应和逆反应的速率相等,反应达到了平衡状态,故C不符合题意;平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故容器中SO2、O2和SO3的物质的量之比为2∶1∶2不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据,故D符合题意。
15.C 用锌粉代替锌粒,增大反应物接触面积,可增大反应速率,C符合题意。
16.C 锌为负极,锌片上发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+,A正确;铜为正极,氢离子得电子生成氢气,铜片上有气泡产生,B正确;溶液中阳离子向正极移动,即向铜片移动,C错误;电子由负极经过导线流向正极,即从锌片经导线流向铜片,D正确。
17.D 食物腐败消耗人类需要的食物,则应减小其反应速率,A错误; 橡胶、塑料老化消耗人类生活中使用的橡胶、塑料制品,则应减小其反应速率,B错误;金属锈蚀消耗金属,则应减小其反应速率,C错误;氨是人类需要的重要化工原料,则工业合成氨需要增大其反应速率,D正确。
18.B 该原电池中,铜作负极,银作正极,溶液中阴离子向负极移动,即N向负极移动,B错误。
19.D 可逆反应有限度,SO2不能全部转化为SO3,A错误;平衡状态时SO2和SO3的浓度不变,但不一定相等,B错误;平衡状态是动态平衡,所以正、逆反应速率相等且大于零,C错误;SO2、O2、SO3的浓度不再变化,说明反应已达化学平衡状态,D正确。
20.D 其他条件相同时,盐酸的浓度越大,反应速率越大;接触面积越大,反应速率越大。由题给选项中的数据可知,B、D中盐酸浓度比A、C大,且D中铁为粉末状,固体表面积较大,因此化学反应速率最大的是D。
21.A
由图可知,取相同的转化率α(HCl)时,作一虚直线交T1曲线于a点,交T2曲线于b点,则a点对应的反应速率大于b点对应的反应速率,根据温度越高,反应速率越大,得出T1>T2,故A正确,B错误;由图中曲线变化趋势可知,随着转化率α(HCl)的增大,反应速率 v(HCl)越来越小,C错误;影响反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等,D错误。
22.B 硫酸的起始浓度是1.5 mol·L-1,经过2 min后,其浓度变成1.1 mol·L-1,v===0.2 mol·L-1·min-1,B项符合题意。
23.CD 甲没有形成闭合回路,不能构成原电池,没有正、负极,A错误;铜不与稀硫酸反应,甲中铜片表面不会有气泡出现,B错误;甲、乙烧杯中都是Zn与稀硫酸反应生成氢气,c(H+)均减小,C正确;乙中构成原电池,Cu是正极,Zn是负极,所以电流从铜片经导线流向锌片,D正确。
24.AD 乙装置中电池总反应为Zn+2H+Zn2++H2↑,A正确;Cu为正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,B错误;Zn为负极,反应的过程中失去电子,正确的电极反应式为Zn-2e-Zn2+,C错误,D正确。
25.A 当乙中产生标准状况下1.12 L气体时,对应气体的物质的量为0.05 mol,根据2H++2e-H2↑,生成1 mol气体转移2 mol电子,所以生成0.05 mol气体时,转移0.1 mol 电子,根据n=,N=0.1NA,故A正确。
26.BD 根据Zn+2H+Zn2++H2↑,电路导线上通过1 mol 电子时,根据反应的物质的量之比等于各物质的化学计量数之比,所以消耗0.5 mol Zn,生成0.5 mol H2,则锌片质量减少32.5 g,A正确,B错误;铜片上析出0.5 mol H2,对应质量为1 g,C正确,D错误。
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