高中化学人教版必修2（练习）章末检测（2）含解析

高中化学人教版必修2（练习）章末检测（2）含解析

章末检测 (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．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(　　) 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．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 MnO2 D．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 B．v 正(CO)＝v 逆(H2O) C．生成 n mol CO 的同时生成 n mol H2 D．1 mol H—H 键断裂的同时断裂 2 mol H—O 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 H—H 键断裂的同时断裂 2 mol H—O 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 2AB＋3C，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 A vA＝2 mol·L－1·min －1 vB＝2 mol·L－1·min－ 1 B vA＝2 mol·L－1·min －1 vC＝2 mol·L－1·min－ 1 C vA＝1 mol·L－1·min －1 vB＝2 mol·L－1·min－ 1 D vA＝1 mol·L－1·min －1 vC＝1.5 mol·L－1·min －1 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 vA＝1 mol·L－1·min－1，逆反应速率 vC＝ 1.5 vA(逆)，vA(逆)＝1 mol·L－1·min－1 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N B．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 2NM。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)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＜0，反应过程如图： 下列说法正确的是(　　) A．t1 min 时正、逆反应速率相等 B．X 曲线表示 NH3 的物质的量随时间变化的关系 C．0～8 min，H2 的平均反应速率 v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1 D．10～12 min，N2 的平均反应速率 v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1 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 Δn(X)＝(0.6－ 0)mol＝0.6 mol，Δn(Y)＝(1.2－0.3)mol＝0.9 mol，则 X、Y 的物质的量变化量之比 等于其计量数之比＝0.6 mol∶0.9 mol＝2∶3，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；0～8 min，H2 的平均反应速率 v(H2)＝0.9 mol÷10 L÷8 min ＝0.011 25 mol·L－1·min－1，C 错误；10～12 min，NH3 的平均反应速率 v(NH3)＝(0.7 －0.6)mol÷10 L÷(12－10)min＝0.005 mol·L－1·min－1，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 mol·L－1·min－1，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、Pt－Fe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电池 中(　　) ①铝合金是阳极　②铝合金是负极　③海水是电解质溶液　④铝合金电极发生还 原反应 A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 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 Pt—Fe 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①④错误，②③ 正确。 11．下列措施对增大反应速率明显有效的是(　　) A．Na 与水反应时增大水的用量 B．Fe 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(　　) A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) 恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B．2NO2(g)N2O4(g) 恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)高温 CO2(g)＋CaO(s) 恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g) 反应体系中 H2 与 N2 的物质的量之比保持 3∶1 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)＝3∶1 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)＝3∶1，因此，n(H2)∶n(N2)＝3∶1 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 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡 时，各物质的浓度有可能是(　　) A．c(Z)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y2)＝0.5 mol·L－1 C．c(X2)＝0.2 mol·L－1 D．c(Y2)＝0.6 mol·L－1 答案　B 解析　若反应向正反应方向进行，0.1 mol·L－1 X2 与 0.3 mol·L－1 Y2 完全转化可生成 0.2 mol·L－1 Z，这表明平衡时 Z 的浓度应小于 0.4 mol·L－1；若反应向逆反应方向进 行，0.2 mol·L－1 Z 全部分解转化生成 0.1 mol·L－1 X2 和 0.3 mol·L－1 Y2，这表明平衡 时 X2 的浓度应小于 0.2 mol·L－1，Y2 的浓度应小于 0.6 mol·L－1。 14．由 NO2、O2、熔融盐 NaNO3 组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ 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Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极 B．Y 的化学式可能为 NO C．石墨Ⅰ极的电极反应式为 NO2＋NO－3 －e－===N2O5 D．石墨Ⅱ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Ⅰ极为负极， 石墨Ⅱ极为正极，A 错误；NO2 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Ⅰ极的电极反应式为 NO2＋ NO－3 －e－===N2O5，C 正确；石墨Ⅱ极上氧气得电子发生还原反应，D 错误。 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(　　) ①增加 C 的量　②将容器的体积减小一半　③保持体积不变，充入氮气使体系的压 强增大　④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大 A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 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 Fe－2e－===Fe2＋ D．a 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________(填序号，下同)，属于吸热 反应的是________。 ①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和　⑤生石灰与水作用制熟 石灰　⑥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 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)②③④⑤⑥　①　(2)铜　Cu－2e－===Cu2＋　(3)1.12　0.1　(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：H＋＋OH－===H2O 18．(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________(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 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)a V mol·L－1　b V mol·L－1　0　v 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“b→a”或“a→ b”)。 (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　b→a (2)氧化　减弱 (3)SO2＋2H2O－2e－===SO2－4 ＋4H＋ (4)8∶15 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 b→a。(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 SO2＋ 2H2O－2e－===SO2－4 ＋4H＋。(4)催化剂 a 处的反应为 SO2＋2H2O－2e－===SO2－4 ＋ 4H＋，催化剂 b 处的反应为 1 2O2＋2H＋＋2e－===H2O，总方程式为 SO2＋H2O＋1 2 O2===H2SO4，设加入的 SO2 为 x g，H2O 为 y g，则生成硫酸的质量为 x g × 98 g·mol－1 64 g·mol－1 ，反应后水的质量为y g－x g × 18 g·mol－1 64 g·mol－1 ，根据硫酸的浓度仍为 49%，可以求得 x∶y＝8∶15。 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　2H2O2 =====MnO2 2H2O＋O2↑ (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表。 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： ①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知 NA＝6.02×1023 mol－1， 电子电荷为 1.60×10－19 C) 答案　(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)①4.48 L　②3.9×104 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 Zn－ 2e－===Zn2＋；银片作正极，其电极反应为 2H＋＋2e－===H2↑。电池总反应式为 Zn ＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (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。①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。 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 65 g　　　　　　 22.4 L 60 g－47 g＝13 g　　x x＝13 g×22.4 L·mol－1÷65 g·mol－1＝4.48 L。 ②反应消耗的锌为 13 g÷65 g·mol－1＝0.20 mol 1 mol Zn 变为 Zn2＋时，转移 2 mol e－，则通过的电量为 0.20 mol×2×6.02×1023 mol －1×1.6×10－19 C＝3.9×104 C。