高中化学人教版必修2全册同步练习：第二章　化学反应与能量（含解析）

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第二章　化学反应与能量 第一节　化学能与热能 一、单项选择题 ‎ 　　　　　　　 　　　　　 　　‎ ‎1．下列对化学反应的认识错误的是(　　)。‎ A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化 ‎2．“即食即热型快餐”适合外出时使用，其内层是用铝箔包裹已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学物质发生反应，放出的热量便可对食物进行加热，这两包化学物质最适合的选择是(　　)。‎ A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．熟石灰和水 D．氯化钠和水 ‎3．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)(　　)。‎ A．EA>EB B．EA>EB＋EC C．EA＋EB>EC＋ED D．EA＋EBv(逆) ‎ C．t3时刻，v(正)＝v(逆) ‎ D．t4时刻，v(正)＝v(逆)‎ 三、非选择题 ‎11．某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图2－3－6所示。由图中数据分析：‎ 图2－3－6‎ ‎(1)该反应的化学方程式：____________________________________________________。‎ ‎(2)反应开始至2 min末，X的反应速率为__________________________________ ______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(写出具体表达式)。‎ ‎(3)3 min后图中曲线所表示的含义是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎12．一定条件下，可逆反应2A＋B3C＋4D在下列四种状态下不处于平衡状态的是(　　)。‎ 正反应速率 逆反应速率 A v(A)＝4 mol/(L·min)‎ v(B)＝2 mol/(L·min)‎ B v(B)＝1 mol/(L·min)‎ v(C)＝3 mol/(L·min)‎ C v(C)＝3 mol/(L·min)‎ v(D)＝4 mol/(L·min)‎ D v(D)＝2 mol/(L·min)‎ v(C)＝3 mol/(L·min)‎ ‎13.图2－3－7是可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是(　　)。‎ 图2－3－7‎ ‎ A.t1时，只有正方向反应 B.t2时，反应达到平衡 ‎ C.t2～t3，反应不再发生 D.t2～t3，各物质的浓度相等 ‎14．把6 mol A和5 mol B两气体通入容积为4 L的密闭容器中，一定条件下发生放热反应3A(g)＋B(g)2C(g)＋xD(g)。5 min达平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。下列说法中正确的是(　　)。‎ A．降低平衡体系的温度，逆反应速率变小，正反应速率增大 B．恒温下达到平衡的标志是C和D的生成速率相等 C．A的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)‎ D．B的转化率为25%‎ ‎15．某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度都为零，反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：‎ 实验 序号 ‎ 时间　‎ 浓度　‎ 温度 ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎1‎ ‎800 ℃‎ ‎1.0‎ ‎0.80‎ ‎0.67‎ ‎0.57‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎2‎ ‎800 ℃‎ c2‎ ‎0.60‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎3‎ ‎800 ℃‎ c3‎ ‎0.92‎ ‎0.75‎ ‎0.63‎ ‎0.60‎ ‎0.60‎ ‎0.60‎ ‎4‎ ‎820 ℃‎ ‎1.0‎ ‎0.40‎ ‎0.25‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ 根据上述数据，完成下列填空：‎ ‎(1)在实验1，反应物A在10至20分钟时间内平均速率为________mol/(L·min)。‎ ‎(2)在实验2，A的初始浓度c2＝______mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是____________。‎ ‎(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________(填“＞”、“＝”或“＜”，下同)v1，且c3________1.0 mol/L。‎ ‎16．某固定容积的2 L密闭容器中进行反应N2＋3H22NH3。起始时加入的N2、H2、NH3均为2 mol, 5 min后反应达到平衡， NH3的物质的量为3 mol，求：‎ ‎(1)这5 min内用N2来表示该反应的反应速率(请写出计算过程，下同)。‎ ‎(2)求平衡时H2的物质的量浓度。‎ ‎(3)平衡时容器的压强为初始时的几分之几？‎ 第二章　化学反应与能量 第一节　化学能与热能 ‎1．C　2.B ‎3．C　解析：对于放热反应，有反应物的总能量大于生成物的总能量。‎ ‎4．C　解析：物质总能量与稳定性的关系：能量越高，越不稳定；能量越低，越稳定，这里石墨比金刚石能量低，石墨更稳定。‎ ‎5．D　解析：①的过程虽吸热，但是物理变化。‎ ‎6．D　7.A　8.A　9.AD ‎10．BC　解析：A项，如S与O2反应是放热反应，但需要点燃；D项，1 mol硫酸与氢氧化钠完全中和生成2 mol水，而中和热是强酸强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水放出的热量。‎ ‎11．(1)使反应物混合均匀 ‎(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　复分解 ‎(3)玻璃片上水结冰而与小烧杯粘在一起；有刺激性气味气体产生　反应有水生成 ‎(4)结冰　吸　小于 ‎12．C　解析：本题要明确中和热的概念，中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol水所放出的热量。强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水均放出57.3 kJ的热量。A中放出热量应为2×57.3 kJ；B中放出热量(即中和热)应略小于57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱的中和反应热值小于57.3 kJ/mol；D中浓H2SO4稀释要放热。‎ ‎13．C　解析：U形管左边液面上升，则说明U形管内压强降低，根据气体“热胀冷缩”的性质，即锥形瓶和U形管内温度下降，所以只有答案C。‎ ‎14．A　解析：这里形成2 mol AB的化学键，所以应比较Q1＋Q2与2Q3的大小来判断反应放热或吸热。‎ ‎15．C ‎16.‎ 固体试剂A 液体试剂B ‎①‎ CaO H2O ‎②‎ Zn 稀硫酸 ‎③‎ NaOH H2O ‎④‎ Na2O2‎ H2O ‎(任选两组，或其他合理答案)‎ ‎(2)氢氧化钙在水中的溶解度随温度的升高而降低 ‎17．(1)A　(2)低于　(3)光能　电能 解析：(1)煤燃烧反应的进行需先吸收一定的能量，即有点燃的过程，故选A。‎ 第二节　化学能与电能 第1课时　化学能转化为电能 ‎1．D　2.B ‎3．C　解析：‎ 电是燃料的化学能转化为热能，热能转变为机械能，机械能再转化为电能，而不是燃料的化学能直接转化为电能。‎ ‎4．B　解析：原电池的两极可以是一种金属和石墨；原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而正极不是还原剂，是氧化剂在此被还原。‎ ‎5．A　6.C　7.A ‎8．B　解析：铜－锌(稀硫酸)原电池，锌为负极，失电子，铜为正极，氢离子在正极上得电子被还原，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以③④⑤正确。‎ ‎9．CD　10.AC ‎11．(1)铜片表面产生大量气泡，锌片不断溶解 ‎ ‎(2)锌　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(3)0.1 ‎ 解析：锌片减少3.25 g，即0.05 mol，每减少1 mol Zn，转移2 mol电子，则电路中转移了0.1 mol电子。‎ ‎12．B　解析：原电池电流方向是正极流向负极，活泼性：a>b；金属与酸反应越剧烈，活泼性越强，活泼性：d>a；铜浸入b的盐溶液，无明显变化，说明铜不如b活泼，而铜浸入c的盐溶液有c析出，说明铜比c活泼，由此得活泼性：b>c，综上活泼性顺序：d>a>b>c。‎ ‎13．B　解析：由铜、锌、稀硫酸构成原电池，铜作正极，锌作负极。在电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以硫酸根离子向负极移动，正极区硫酸根离子浓度下降，负极区硫酸根离子浓度增大。‎ ‎14．(1)银　还原 ‎(2)Cu2＋＋2e－===Cu ‎(3)0.04 ‎ ‎(4)减少　1.30‎ ‎15．(1)铝　Al－3e－===Al3＋‎ ‎(2)铜　正　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O 解析：电极的确定依赖于具体的电极反应，在浓硝酸中，Al表面发生了钝化，发生反应的是铜。当Al、Cu同时插入稀硫酸中时，电流表的指针偏向Al，电极反应为Al－3e－==Al3＋。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时，电流表的指针偏向Cu，Al作正极，且电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。可见原电池的正负极不仅与电极材料有关，也与电解质溶液有关。‎ ‎16．(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑　0.6‎ ‎(2)能　Mg　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ 第2课时　发展中的化学电源 ‎1．A　2.B ‎3．C　解析：每转移8 mol电子，有3 mol水生成，现生成1.5 mol 水，转移电子为4 mol。‎ ‎4．A　5.D　6.D ‎7．B　解析：由得失电子守恒，1 mol乙醇被氧化时，氧气转移12 mol电子，乙醇也应转移12 mol电子。‎ ‎8．B　9.BC　10.BC ‎11．(1)Pb ‎(2)PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O ‎(3)增大　(4)负　(5)正　负 ‎12．A　解析：由电池总反应可以得到，放电时，H2作负极，发生氧化反应，负极反应：1/2H2－e－＋OH－===H2O，此时负极区的pH减小。也可用排除法，NiO(OH)中Ni的化合价为＋3，Ni(OH)2中Ni的化合价为＋2‎ ‎，可知放电时化合价降低被还原；充电电池充电时将电能转化为化学能，而放电时是将化学能转化为电能；镍氢电池放电时氢气作负极。‎ ‎13．D ‎14．A　解析：由电池示意图可知，左边的电极失电子，应为电池的负极，a处通入的气体应为甲醇，则右边的电极为电池的正极，b处通入的气体应为空气，所以A项错误。‎ ‎15．C　解析：高铁电池放电(原电池)时的负极反应为3Zn＋6OH—－6e—===3Zn(OH)2，正极反应为2FeO＋8H2O＋6e－===2Fe(OH)3＋10OH－，从而不难分析出答案为C。‎ ‎16．(1)2Al－6e－===2Al3＋　3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－‎ ‎(2)3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑‎ 解析：铝作负极，Ag2S作正极，由“黑色褪去，而银不会损失”可知，Ag2S通过电化学反应生成Ag，则正极反应式为3Ag2S＋6e－==6Ag＋3S2－，负极反应式为2Al－6e－==2Al3＋。‎ ‎17．(1)大 　(2)Zn>B>A ‎(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋‎ 解析：由铜锌和铜铁两种原电池可知，活泼性相差越大，电压表示数越大。在原电池中，电子流向是负极流向正极，Cu与A组成的原电池，Cu作负极，发生氧化反应；而Cu与B组成的原电池，B作负极，活泼性：B>A。‎ 第三节　化学反应的速率和限度 第1课时　化学反应的速率 ‎1．C ‎2．B　解析：v(A)＝＝0.06 mol/(L·s)，然后利用化学反应速率之比等于化学计数量之比判断。‎ ‎3．A　4.B ‎5．D　解析：对于本题来说浓度越大，温度越高，化学反应速率越大。‎ ‎6．B　7.A　8.B　9.BD ‎10．BC　解析：v(C)＝2v(B)，说明方程式中物质C的系数是物质B系数的2倍，则选项A、D不符合；由“该反应过程中气体的物质的量一直保持不变”可知，m＋n＝p＋q，B、C选项均符合。‎ ‎11．①减小　②增大　③增大　④增大 ‎12．C　解析：曲线a的化学反应速率最快，HCl浓度越大，温度越高，铁的表面积越大，反应速率越快。‎ ‎13．D ‎14．(1)该反应放热，随着反应进行，体系温度升高，因而反应速率逐渐加快 ‎(2)反应后期，稀硫酸浓度减小，因而反应速率逐渐减小 ‎(3)AC 解析：浓度与温度都是影响化学反应速率的常见因素。金属与酸的置换反应放热，体系温度升高，速率加快；反应物浓度减少，速率减慢；加氯化钠溶液，不影响体系中的化学反应，且稀释了反应物的浓度，故可减缓速率。‎ ‎15．(1)0.03　(2)增大　不变　增大　增大 ‎16．(1) 4　6　(2)2/V　2/V 计算过程：‎ ‎(1)反应中消耗O2为2 mol，因此生成SO3为4 mol，消耗SO2为4 mol，则SO2的起始物质的量为6 mol。‎ ‎(2)v(SO2)＝4 mol/(VL·2 min)＝ mol/(L·min)，v(SO3)＝v(SO2)＝ mol/(L·min)。‎ 第2课时　化学反应的限度及其应用 ‎1．B　2.B　3.A　4.C　5.A　6.D ‎7．B　解析：反应开始时，正反应最大且逐渐减小，逆反应速率为零且逐渐增大，直至达到化学平衡，正逆反应速率相等。‎ ‎8．C　解析：镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，实质是镁与H＋间的置换，与Cl－无关；镁条的表面积越大，接触的盐酸就越多，反应速率自然越大；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使溶液温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，盐酸浓度不断减小，即H＋浓度不断减小，反应速率会逐渐减慢。‎ ‎9．BC　解析：此反应方程式两边气体分子数相等，则混合气体的压强和总物质的量在平衡前后均始终保持不变，故不能用压强和气体的总物质的量来判断反应是否达到平衡。‎ ‎10．BD ‎11．(1)Y＋2Z3X ‎(2)v(X)＝＝0.1 mol/(L·min)‎ ‎(3)在此条件下该反应已达到化学平衡 ‎12．D　解析：将所有正逆反应速率换算为用同一种物质表示的逆反应速率，再比较v(正)是否与v(逆)相等。‎ ‎13．B　14.C ‎15．(1)0.013　(2)1.0　加入催化剂　(3)>　>‎ ‎16．(1)5分钟内由NH3表示该反应的反应 速率v(NH3)＝＝0.1 mol/(L·min)‎ v(N2)＝v(NH3)＝0.05 mol/(L·min)‎ ‎(2)　　N2 ＋ 3H2　　2NH3‎ 起始　 2　 2　　　　 2‎ 平衡　　　 3‎ 变化　　 Δn(H2)　　　 1‎ ＝　　Δn(H2)＝1.5 mol 平衡时n(H2)＝2－1.5 mol＝0.5 mol c(H2)＝＝＝0.25 mol/L ‎(3)由容器的体积恒定有＝ 由(2)得Δn(N2)＝0.5 mol 平衡的 n总2＝1.5＋0.5＋3＝5 mol ＝＝＝ 即平衡时压强为初始时的。 ‎