高中化学 第二章 化学反应与能量课时作业 新人教版必修2

第二章 化学反应与能量 (时间：90分钟满分：100分) 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下列关于能量转换的认识中，不正确的是()A电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C煤燃烧时，化学能主要转化为热能D白炽灯工作时，电能全部转化为光能答案D解析白炽灯工作时，会发热，因此一部分电能转化为热能。2下列说法不正确的是()A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已知2SO2O22SO3为放热反应，关于该反应的下列说法正确的是()AO2的能量一定高于SO2的能量BSO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量CSO2的能量一定高于SO3的能量D因该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生答案B解析放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，二者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能发生，故B项正确，D项错误。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D解析冷水温度低，会降低反应速率。5在可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(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)H2O(g)CO(g)H2(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Bv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()正反应速率逆反应速率AvA2 molL1min1vB2 molL1min1BvA2 molL1min1vC2 molL1min1CvA1 molL1min1vB2 molL1min1DvA1 molL1min1vC1.5 molL1min1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 molL1min1，逆反应速率vC1.5 vA(逆)，vA(逆)1 molL1min1二者相等，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化学方程式为：2MNBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率Dt1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某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是()A用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中B用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中C用锌片、铜片作电极插入番茄中D用铜片、铁片作电极插入酒精中答案C解析要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极材料，其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜和石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，可作电解质溶液。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()ANa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态，不一定是平衡状态的是()AH2(g)Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变CCaCO3(s)CO2(g)CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D3H2(g)N2(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)N2(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。13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0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()Ac(Z)0.5 molL1 Bc(Y2)0.5 molL1Cc(X2)0.2 molL1 Dc(Y2)0.6 molL1答案B解析若反应向正反应方向进行，0.1 molL1 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，Y2的浓度应小于0.6 molL1。14如图所示的装置中，M为金属活动性顺序表中位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()AN上有气体放出BM为负极，N为正极C是化学能转变为电能的装置D导线中有电流通过，电流方向是由M到N答案D解析原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极；溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2，则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。15反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在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()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，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，O2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_，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E1E2，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)1.120.1(4)放储存在物质内部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：HOH=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：I2(g)H2(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_最大而_最小(为零)(填“v正”或“v逆”)。(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)_，c(I2)_，而c(HI)_，从而化学反应速率v正_，而v逆_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(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 molL10v正v逆(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变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)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2O2。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气用于燃料电池时，_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键为_键，分解海水的反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应如下：A极：2H22O24e=2H2OB极：O24e=2O2则A极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。答案(1)太阳化学催化剂化学电HO吸热(2)负流出解析科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，又电子的流向与电流方向相反，故电子从该极流出。20(10分)经研究知Cu2对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：(1)定性分析：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_，写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_ _。(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为_，实验中需要测量的数据是_。答案(1)反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰2H2O22H2OO2(2)分液漏斗收集40 mL气体所需要的时间21(11分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应_银片上发生的电极反应_(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(已知NA6.021023 mol1，电子电荷为1.601019 C)答案(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L3.9104 C解析(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，其电极反应为Zn2e=Zn2；银片作正极，其电极反应为2H2e=H2。电池总反应式为Zn2H=Zn2H2。(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。Zn2H=Zn2 H265 g22.4 L60 g47 g13 gxx13 g22.4 Lmol165 gmol14.48 L。反应消耗的锌为13 g65 gmol10.20 mol1 mol Zn变为Zn2时，转移2 mol e，则通过的电量为0.20 mol26.021023 mol11.61019 C3.9104 C。