第六章 《化学反应与能量》测试卷（含解析） 人教版（2019） 必修 第二册 高中化学

2024学年人教版高中化学必修2第二章《化学反应与能量》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.化学反应中一定伴随着能量的变化，下列有关能量的说法错误的是(　　)
A． 水的电离是吸热过程
B． 任何中和反应都是放热过程
C． 饱和食盐水电解时，化学能转变成电能
D． 将NH4NO3(s)投入水中，溶液温度降低
2.某反应过程如图所示，关于该反应的下列说法中不正确的是(　　)
A． 该反应为可逆反应
B． 该反应可表示为2AB2＋B22AB3
C． 若反应开始加入1 mol B2，则会生成2 mol AB2
D． 该过程中，已反应的AB2占AB2总数的
3.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)
4.根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(　　)
A． 氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量
B． 氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C． 1 mol H2跟mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJ
D． 2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
5.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
6.化学反应A＋B―→C(放出能量)分两步进行：①A＋B―→X(吸收能量)，②X―→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是(　　)
A． A
B． B
C． C
D． D
7.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1.8 kg饮用水时，电池内转移电子的物质的量为(　　)
A． 1.8 mol
B． 3.6 mol
C． 100 mol
D． 200 mol
8.按如图装置实验，若x轴表示流入正极电子的物质的量，则y轴应表示(　　)
①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量
⑤溶液的质量
A． ①③
B． ③④
C． ①②④
D． ②
9.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小、无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，氢氧化钾作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是(　　)
A． 电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B． 负极发生的电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C． 该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
10.化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下列说法错误的是(　　)
A． 能够节约原料和能源
B． 能够提高产品的产量
C． 能够提高经济效益
D． 能够提高化学反应速率
11.能源可分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。根据上面的叙述回答，下列叙述正确的是(　　)
A． 电能是二级能源
B． 水力是二级能源
C． 天然气是二级能源
D． 焦炉气是一级能源
12.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池、镁—海水燃料电池、镁—过氧化氢燃料电池、镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　)
A． 放电过程中OH－移向正极
B． 电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－
C． 镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应
D． 镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
13.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成是(　　)
A． A
B． B
C． C
D． D
14.废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是(　　)
A． 把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B． 碳棒取出洗净用作电极
C． 把铜帽取下洗净回收利用
D． 电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用
15.下列金属性质的比较中，能说明甲的金属性比乙强的是(　　)
①甲与水反应比乙与水反应剧烈
②单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙
③甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强
④以甲、乙金属为电极构成原电池，甲作负极
A． ①④　　
B． ③④　　
C． ①②③④　　
D． ①②③
二、实验题(共3小题)
16.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表：
试根据表中的实验现象完成下列问题：
(1)实验①、②中铝所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。
(2)实验③中铝为________极，电极反应式为_________________________________________；
石墨为________极，电极反应式为______________；电池总反应式为____________________。
(3)实验④中铝作负极还是正极？____________，理由是
_______________________________________________________________________________，
铝电极的电极反应式为__________________________________________________________。
(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为______________________。
17.某校兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究：
(1)①甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，设计并完成了如下图所示实验：
X溶液是________，滴入的量一般为________。
②乙同学认为甲同学的实验不能充分证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，乙同学的理由是________________________________________________________________________。
(2)丙同学利用“保温瓶式最热计”，测出10 mL 10%氢氧化钠溶液和不同体积的10%盐酸混合过程中，溶液的温度变化，见下表(假设两溶液密度相同)。
就此实验回答：
①盐酸和氢氧化钠的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②请在下图中绘制出溶液的温度上升与加入盐酸体积之间的变化关系图。
18.按照下图所示的操作步骤，完成Ba(OH)2·8H2O与氯化铵晶体反应的实验。
回答下列问题
(1)实验过程中观察到的现象是__________________________________________________。
(2)写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
(3)该反应是放热反应还是吸热反应________。
三、计算题(共3小题)
19.将一定量的二氧化硫和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)__________________。
a．二氧化硫和三氧化硫浓度相等
b．三氧化硫百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量是多少？
20.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。若经2 s时测得C的浓度为0.6 mol·L－1，填写下列空白：
(1)用物质A表示反应的平均速率为 。
(2)用物质B表示反应的平均速率为 。
(3)2 s时物质A的转化率为 。
(4)2 s时物质B的体积分数为 。
21.化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。对于反应：H2＋I22HI，已知断开1 mol H—H键、1 mol I—I键分别需要吸收的能量是436 kJ和151 kJ，形成1 mol H—I键需要放出的能量是299 kJ。
(1)1 mol H2和1 mol I2充分反应，反应物断键吸收的总能量是________kJ，生成物成键放出的总能量为________kJ，反应共________(填“放出”或“吸收”)能量________kJ。
(2)如图两个图像中，能够正确反映该反应能量变化的图像是________(填“A”或“B”)。
A　B
四、填空题(共3小题)
22.现有①氯化钡、②金刚石、③氢氧化钾、④硫酸钠、⑤干冰、⑥碘片六种物质，按下列要求回答：
(1)熔化时不需要破坏化学键的是________。
(2)熔化时需要破坏共价键的是________。
23.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是________，负极发生的电极反应方程式为__________________________。若反应消耗16.25 g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池电池总反应式可以表示为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是________(填序号)。
①以上反应是可逆反应
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
(3)下图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知X极为电池的________(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应方程式为_________________________________________________
________________________________________。
24.依据氧化还原反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)===Fe2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是____________________；电解质溶液Y是____________________。
(2)X电极上发生的电极反应式为______________________________________________。
(3)针对上述原电池装置，下列说法中不正确的是________(填字母)。
A.原电池工作时的总反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)===Fe2＋(aq)＋Cu(s)，为放热反应
B.原电池工作时，X电极流出电子，发生氧化反应
C.原电池工作时，银电极上发生氧化反应
D.原电池工作时，阳离子不断移向X电极
(4)若Y为稀硫酸，Ag极上出现的现象是__________________________________________。
答案解析
1.【答案】C
【解析】A项，水的电离是吸热过程，故A正确；B项，所有的中和反应都是放热过程，故B正确；C项，电解时将电能转化为化学能，故C错误；D项，固体NH4NO3溶于水是吸热过程，溶液温度降低，故D正确，故选C。
2.【答案】C
【解析】根据反应后的图示可以看出反应物与生成物共存，该反应为可逆反应；由反应物和生成物分子的原子构成，可推知反应物分子为AB2和B2，生成物分子为AB3，即可写出反应的化学方程式。
3.【答案】C
【解析】对于同一化学反应用不同物质表示的化学反应速率，反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比。A项，v(W)∶v(Z)＝3∶3＝1∶1，所以v(W)＝v(Z)，A项错误；B项，v(X)∶v(Z)＝2∶3，所以3v(X)＝2v(Z)，B项错误；C项，v(X)∶v(Y)＝2∶4＝1∶2，所以2v(X)＝v(Y)，C项正确；D项，v(W)∶v(X)＝3∶2，所以2v(W)＝3v(X)，D项错误。
4.【答案】A
【解析】由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ，mol O2(g)的共价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；形成2 mol H－O键时共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。
5.【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。
6.【答案】D
【解析】第①反应吸收能量，则A和B的总能量小于X的能量；第②步反应放出能量，则X的能量大于C的能量；总反应为放出能量，则A和B的总能量大于C的能量。
7.【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4 mol电子，产生2 mol H2O，现n(H2O)＝100 mol，则转移电子的物质的量为2×100 mol＝200 mol。
8.【答案】D
【解析】该电池反应为Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag，故溶液中c(Ag＋)减小，c(NO)不变；a棒因铁失电子生成Fe2＋后进入溶液而质量减小，b棒因Ag＋得电子生成金属银而质量增加；根据关系式2Ag＋～Fe2＋可知溶液的质量减小。
9.【答案】D
【解析】由燃料电池示意图可知，通入燃料肼的一极为负极，其电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O；通入氧气的一极为正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；该燃料电池持续放电时，氢氧根离子从正极区移向负极区，应选用阴离子交换膜。
10.【答案】D
【解析】提高化学反应的限度能够节约原料和能源，提高产品的产量，提高经济效益，但不一定能够提高化学反应速率。
11.【答案】A
【解析】根据一级能源和二级能源的概念，水力、天然气是一级能源，电能、焦炉气是二级能源，故A项正确。
12.【答案】A
【解析】镁燃料电池中，燃料镁为负极，失去电子发生氧化反应，酸性条件下生成镁离子，碱性条件下生成氢氧化镁；由图可知，次氯酸根离子在正极上发生还原反应，有氯离子和氢氧根离子生成；该电池工作时，氢氧根离子(阴离子)移向负极，生成氢氧化镁。
13.【答案】C
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu，因此锌为负极，活动性比锌弱的金属或导电非金属为正极，电解质溶液中应含有铜离子。
14.【答案】D
【解析】虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。
15.【答案】C
【解析】一般来说，金属与水或酸反应产生氢气越剧烈、金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属的活动性就越强；相对活泼的金属能从盐溶液中置换出不活泼金属；当两种金属为电极构成原电池时，负极为相对活泼的金属。
16.【答案】(1)不相同
(2)负　 2Al－6e－===2Al3＋　正　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)负极　铝与氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不反应　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)另一个电极材料的活动性和电解质溶液
【解析】实验①中镁比铝活泼，镁作原电池的负极，铝作原电池的正极，电流表指针偏向铝；实验②中铝比铜活泼，铝作原电池的负极，铜作原电池的正极，电流表指针偏向铜；实验③中铝失去电子，发生氧化反应，铝为负极，石墨为正极，电流表指针偏向石墨。
17.【答案】(1)①酚酞　1～2滴　②甲同学的实验不能说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应
(2)①放热　②见下图
【解析】(1)①由题图知加入的指示剂在氢氧化钠溶液中呈红色，在酸性溶液中呈无色，故该试剂为酚酞；②甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应还是盐酸与红色物质发生了反应。
(2)表格中的数据说明，该反应为放热反应。
18.【答案】(1)有刺激性气味气体产生，用手摸烧杯底部有冰凉感觉， 用手拿起烧杯，玻璃片粘结到烧杯的底部 ，烧杯内反应物成糊状
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=== BaCl2＋ 2NH3↑ ＋10H2O
(3)吸热反应
【解析】该实验中的氢氧化钡与氯化铵都为固体，二者混合时要用玻璃棒迅速搅拌，使其充分接触发生反应
Ba(OH)2·8H2O＋ 2NH4Cl=== BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应为复分解反应。
反应过程中有刺激性气味的氨气放出；由于该反应为吸热反应，玻璃片温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯黏结；烧杯内的混合物因有水生成且在玻璃棒的搅拌下而呈糊状。
19.【答案】(1)bc　(2)94.7%　(3)10.5 g
【解析】(1)二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化 (不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；由于气体的体积不变，质量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断反应达到平衡状态。
(2)消耗氧气的物质的量为0.7 mol－＝0.45 mol，则消耗的n(SO2) ＝生成的n(SO3)＝0.45 mol×2 ＝0.9 mol。反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为＝0.95 mol，即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，二氧化硫的转化率＝×100%≈94.7%。
(3) 二氧化硫与氯化钡溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钡，由SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知，n(BaSO4)＝n(SO3)＝0.9 mol×5%＝0.045 mol，m(BaSO4)＝0.045 mol×233 g·mol－1≈10.5 g。
20.【答案】(1)0.3 mol·L－1·s－1
(2)0.15 mol·L－1·s－1
(3)30%　(4)25.9%
【解析】
(1)v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1。
(2)v(B)＝＝0.15 mol·L－1·s－1。
(3)A的转化率为×100%＝30%。
(4)B的体积分数＝×100%≈25.9%。
21.【答案】(1)587　598　放出　11　(2)B
【解析】(1)1 mol H2和1 mol I2充分反应生成2 mol HI，旧键断裂吸收能量的值为：436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，新键生成释放能量为：299 kJ×2＝598 kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为598 kJ－587 kJ＝11 kJ。(2)由(1)的分析该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故B正确。
22.【答案】(1)⑤⑥　(2)②
【解析】离子化合物(如氯化钡、氢氧化钾、硫酸钠等)受热熔化时，其离子键断裂被破坏；共价化合物(如干冰)或单质(如碘片)熔化时，其共价键不变；但金刚石、二氧化硅等熔化时，其共价键断裂被破坏。
23.【答案】(1)锌　Zn－2e－===Zn2＋　0.5
(2)②④
(3)负　O2＋2H2O－4e－===4OH－
【解析】(1)锌锰干电池中的负极是Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是：Zn－2e－===Zn2＋；16.25 g Zn的物质的量是：16.25 g÷65 g·mol－1＝0.25 mol，每个Zn失去2个电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。
(2)该反应的反应条件不同，所以不是可逆反应；①错误，②正确；充电时，是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化为电能，所以③错误，④正确。
(3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，所以X是负极；Y是正极，发生还原反应，结合电解质溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
24.【答案】(1)Fe　硫酸铜溶液(或氯化铜溶液等)
(2)Fe－2e－===Fe2＋
(3)CD　(4)有气泡生成
【解析】(1)依据方程式可知Fe为负极，Cu2＋在正极得电子，所以电解质溶液中一定含有Cu2＋。(2)X为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。(3)Ag电极为正极，发生还原反应，C错误；原电池工作时，阳离子不断移向正极(即Ag)，D错误。(4)若Y为稀硫酸，Ag极上氢离子发生还原反应生成氢气，故有气泡生成。