1、1化学反应与能量章末检测一、选择题(本题包括 16 个小题，每个小题 3 分，共 48 分。每小题只有一个选项符合题意)1可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是( )A上图是太阳能光伏发电原理图，图中 A 极为正极B风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源C推广可再生能源有利于经济可持续发展D光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案 A解析 在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断 A 极为负极，A 错误；风能、太阳能、生物质
2、能在短时间内能形成，属于可再生能源，B 正确；推广可再生能源有利于经济可持续发展，C 正确；光伏电池发电是将光能直接转化为电能，D 正确。2下列说法不正确的是( )2A原电池负极被氧化B任何化学反应都能设计成原电池C化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变D化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变答案 B解析 原电池反应的本质是氧化还原反应，因此非氧化还原反应是不能设计成原电池的。3下列图示表示的是吸热反应的是( )答案 A解析 由于反应物的能量比生成物的能量低，则该反应是吸热反应，A 正确；由于反应物的能量比生成物的能量高，所以该反应是放热反应，B 错误；浓硫
3、酸溶于水放出热量，是物质的溶解，不是化学反应，C 错误；盐酸与金属锌的反应是放热反应，D 错误。4下列反应条件的控制中不恰当的是( )A为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆B为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C为加快 KClO3的分解速率，加入 MnO2D为加快 H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却答案 D3解析 冷水温度低，会降低反应速率。5在可逆反应 CO(g)H 2O(g)CO2(g)H 2(g)(正反应为放热反应 )中，改变下列条件，不能使 v 正 增大的是( )A升高温度 B降低温度C使用催化剂 D增大 CO 浓度答案 B解析 不论反应是放热还是吸热，升高温度会增大
4、反应速率，而降低温度会减慢反应速率；增大反应物浓度，会加快反应速率。6在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H 2O(g)CO(g)H 2(g)。下列叙述中不能说明上述可逆反应已达到化学平衡状态的是( )A体系的压强不再发生变化B v 正 (CO) v 逆 (H2O)C生成 n mol CO 的同时生成 n mol H2D1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键答案 C解析 选项 A，由于该反应是一个气体体积增大的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应达到化学平衡状态；选项 B，根据 v 正 (CO) v 逆 (H2O)，可知 CO 的消耗量等于其
5、生成量，说明反应达到化学平衡状态；选项 C，二者表示的都是正反应，不能说明反应达到化学平衡状态；选项 D，1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键，即消耗 1 mol H2，同时消耗了 1 mol H2O，可知 H2的消耗量等于其生成量，说明反应达到化学平衡状态。7一定条件下，可逆反应 2AB3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是 ( )选项 正反应速率 逆反应速率AvA2 molL1 min1vB2 molL1 min1B vA2 vC2 4molL1 min1 molL1 min1CvA1 molL1 min1vB2 molL1 min1DvA1 molL1 min1vC
6、1.5 molL1 min1答案 D解析 将逆反应速率根据化学方程式统一换算成 A 表示的反应速率，即 A 的生成速率。D 项，正反应速率即 A 的消耗速率 vA1 molL1 min1 ，逆反应速率 vC1.5 vA(逆)， vA(逆)1 molL 1 min1 二者相等，说明反应达到了平衡状态。8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，下列表述正确的是( )A化学方程式：2M NB t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C t3时，正反应速率大于逆反应速率D t1时，N 的浓度是 M 浓度的 2 倍答案 D解析 由图像可知 N 为反应物，M 为生成物，然
7、后找出在相同时间段内变化的 M、N 的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定 M、N 在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是 2NM。 t2时刻 M、N 的物质的量相等，但此时 M、N 的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度。 t3时刻及 t3时刻之后，M、N 的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。9一定条件下，在体积为 10 L 的固定容器中发生反应： N2(g)3H 2(g)2NH3(g) H0，反应过程如图：5下列说法正确的是( )A t1 min 时正、逆反应速率相等BX 曲线表示 NH3的物质的量随时间变化的
8、关系C08 min，H 2的平均反应速率 v(H2)0.75 molL 1 min1D1012 min，N 2的平均反应速率 v(N2)0.25 molL 1 min1答案 B解析 反应达到第一次平衡状态时，X、Y 的物质的量变化量分别为 n(X)(0.60)mol0.6 mol， n(Y)(1.20.3)mol0.9 mol，则 X、Y 的物质的量变化量之比等于其计量数之比0.6 mol0.9 mol23，则 X 是 NH3、Y 是 H2。 t1 min 时该反应没有达到平衡状态，正逆反应速率不等，A 错误；X 曲线表示 NH3的物质的量随时间变化的关系，B 正确；08 min，H 2的平均
9、反应速率 v(H2)0.9 mol10 L8 min0.011 25 molL1 min1 ，C 错误；1012 min，NH 3的平均反应速率 v(NH3)(0.70.6)mol10 L(1210)min0.005 molL1 min1 ，根据同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，则用 N2表示的反应速率为 0.002 5 molL1 min1 ，D 错误。10茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解质溶液 铝合金
10、电极发生还原反应A B C D答案 A解析 分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属 PtFe 合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误，正确。11下列措施对增大反应速率明显有效的是( )6ANa 与水反应时增大水的用量BFe 与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸C在 K2SO4与 BaCl2两溶液反应时，增大压强D将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验答案 D解析 水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变；铁遇浓硫酸会产生钝化现象，不再产生氢气；压强的改变只能适用于有气体参加的反应；增大固体的表面积可以加快反应速率。12下列描述的化学反应状
11、态，不一定是平衡状态的是( )AH 2(g)Br 2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B2NO 2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变CCaCO 3(s) CO2(g)CaO(s)高 温 恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D3H 2(g)N 2(g)2NH3(g)反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31答案 D解析 A 项，该反应体系在恒温、恒容下气体的颜色保持不变，即 Br2的百分含量保持不变，反应处于平衡状态；B 项，该反应在恒温、恒容下气体的压强保持不变，说明 NO2和 N2O4的物质的量保持不变，反应处于平衡状态；C
12、 项，该反应在恒温、恒容下气体的密度保持不变，说明 CO2的质量保持不变，反应处于平衡状态；D 项，对于化学反应 3H2(g)N 2(g)2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是 n(H2) n(N2)31 的混合气体，或加入的是纯 NH3，在反应从开始到化学平衡状态，始终是 n(H2) n(N2)31，因此，n(H2) n(N2)31 的状态不一定是平衡状态。713在密闭容器中进行反应：X 2(g)3Y 2(g)2Z(g)，其中 X2、Y 2、Z 的起始浓度分别为0.1 molL1 、0.3 molL 1 、0.2 molL 1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可
13、能是( )A c(Z)0.5 molL 1 B c(Y2)0.5 molL 1C c(X2)0.2 molL 1 D c(Y2)0.6 molL 1答案 B解析 若反应向正反应方向进行，0.1 molL 1 X2与 0.3 molL1 Y2完全转化可生成 0.2 molL1 Z，这表明平衡时 Z 的浓度应小于 0.4 molL1 ；若反应向逆反应方向进行，0.2 molL1 Z 全部分解转化生成 0.1 molL1 X2和 0.3 molL1 Y2，这表明平衡时 X2的浓度应小于 0.2 molL1 ，Y 2的浓度应小于 0.6 molL1 。14由 NO2、O 2、熔融盐 NaNO3组成的燃
14、料电池如图所示，在使用过程中石墨电极反应生成一种氧化物 Y。下列有关说法正确的是( )A石墨极为正极，石墨极为负极BY 的化学式可能为 NOC石墨极的电极反应式为 NO2NO e =N2O5 3D石墨极上发生氧化反应答案 C解析 燃料电池中通氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则石墨极为负极，石墨极为正极，A 错误；NO 2在负极失电子，化合价应升高，所以 Y 的化学式应为 N2O5，B 错误；负极上 NO2失电子生成 N2O5，则石墨极的电极反应式为 NO2NO e =N2O5，C 正确； 3石墨极上氧气得电子发生还原反应，D 错误。15反应 C(s)H 2O(g)CO(g)H 2(g)在
15、一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )8增加 C 的量 将容器的体积减小一半 保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大A B C D答案 C解析 C 为固态物质，增加其用量对反应速率几乎无影响；容器的体积减小，则体系的压强增大，反应速率增大；充入氮气使体系的压强增大，但由于容器体积不变，反应混合物中各成分的浓度不变，所以化学反应速率不变；保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大，反应混合物中各成分的浓度减小，反应速率变慢。16如图装置中，U 形管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有(显中性的)食盐水和(显酸性的)氯化铵溶液，
16、各加入生铁(含 C、Fe)块，a、b 中均能构成原电池而使铁分别被 O2和 H 腐蚀，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是 Fe2e =Fe2Da 试管中 O2得电子，b 试管中 H 得电子答案 B解析 a 为中性环境，Fe 失电子，O 2得电子，氧气被消耗，气体压强减小；b 中酸性较强，Fe 失电子，H 得 e ，有 H2放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边液面变为左高右低，故 B 项错。二、非选择题(本题共 5 个小题，共 52 分)17(10 分)(1)下列反应中，属于放热反应的是_(填序号，下同
17、)，属于吸热反应的是_。煅烧石灰石 木炭燃烧 炸药爆炸 酸碱中和 生石灰与水作用制熟石灰 食9物因氧化而腐败(2)用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是_，负极的电极反应式是_。(3)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了 3.25 g，铜表面析出了氢气_L(标准状况)，导线中通过_mol 电子。(4)某化学反应，设反应物的总能量为 E1，生成物的总能量为 E2，若 E1 E2，则该反应为_热反应，该反应过程可以看成_。中和反应都是_热反应，其实质是_。答案 (1) (2)铜 Cu2e =Cu2 (3)1.12 0.1 (4)放 储存在物质内部
18、的能量转化为热能等释放出来 放 酸电离出的 H 与碱电离出的 OH 结合生成弱电解质水：H OH =H2O18(11 分)在 200 时，将 a mol H2(g)和 b mol I2(g)充入到体积为 V L 的密闭容器中，发生反应：I 2(g)H 2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于 c(H2)_，c(I2)_，而 c(HI)_，所以化学反应速率_(填“ v 正 ”或“ v 逆 ”，下同)最大而_最小(为零)。(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为 c(H2)_(填“增大” 、“减小”或“不变” ，下同)， c(I2)_，而 c(HI)_，从而化学反应速率 v
19、正_，而 v 逆 _。(3)当反应进行到 v 正 与 v 逆 _时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将_。答案 (1) molL1 molL1 0 v 正 v 逆aV bV(2)减小 减小 增大 减小 增大(3)相等 保持不变10解析 在化学平衡建立的过程中，开始时， c(H2)和 c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有 HI，逆反应速率最小为 0，随着反应进行， c(H2)和 c(I2)逐渐减小，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到平衡
20、时， v 正 v 逆 ，反应体系中各组分的浓度、百分含量、各组分的分压等不发生变化。19(10 分)下图是将 SO2 转化为重要的化工原料 H2SO4的原理示意图。请回答下列问题：(1)该装置将_能转化为_能，电流方向为_(填“ba”或“ab”)。(2)催化剂 b 表面 O2发生_反应，其附近酸性_(填“增强” 、 “不变”或“减弱”)。(3)催化剂 a 表面的电极反应式：_。(4)若得到的硫酸浓度仍为 49%，则理论上参加反应的 SO2与加入的 H2O 的质量比为_。答案 (1)化学 电 ba(2)氧化 减弱(3)SO22H 2O2e =SO 4H 24(4)815解析 (1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为 ba。(2)由图示可看出，电子由 a 表面转移到 b 表面，因此 a 表面发生氧化反应，由题意 SO2转化为 H2SO4发生氧化反应，因此催化剂 a 表面 SO2发生氧化反应，催化剂 b 表面 O2发生还原反应生成 H2O，消耗 H ，其附近酸性减弱。(3)催化剂 a 表面是 SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为 SO22H 2O2e =SO 4H 。(4)催化剂 a 处24
