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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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)

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。 ‎
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