2019高中化学阶段质量检测（二）化学反应与能量新人教版

2019高中化学阶段质量检测（二）化学反应与能量新人教版

化学反应与能量(时间：60分钟　满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题3分，共30分)1．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法正确的是(　　)A．该合成中所有的电能的热能全部转化为化学能B．该合成氨过程不属于氮的固定C．空气、水、太阳能均为可再生资源D．断裂N2中的N≡N键会释放能量2.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是(　　)3．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4．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5．(2016·广州高一检测)已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)A．该反应为放热反应B．该反应吸收的能量为(E1－E2)C．反应物的总能量高于生成物的总能量D．该反应只有在加热条件下才能进行6．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，加入少量氯化钠固体D．将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验7．下列说法中不正确的是(　　)①任何化学反应都伴有能量变化②根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体④煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫粉放出的热量多A．①③⑤　　　　　　B．①②③④⑤⑥C．②⑥D．②③④⑥n8．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，②1molI2蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量，③由H原子和I原子形成1molHI分子时释放299kJ的能量。下列判断不正确的是(　　)A．I2蒸气比H2分子稳定B．2molHI(g)发生分解反应吸收11kJ热量C．HI与NaOH反应属于放热反应D．0.5molH2(g)与0.5molI2(g)完全反应释放出5.5kJ热量9．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0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，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)＝0.5mol/L　　　B．c(Y2)＝0.5mol/LC．c(X2)＝0.2mol/LD．c(Y2)＝0.6mol/L10．如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是(　　)A．氢氧燃料电池中OH－向b极移动B．该装置中只涉及两种形式的能量转化C．电池正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．P型半导体连接的电池负极二、非选择题(本题共5小题，共70分)11．(11分)(2016·山东聊城高一检测)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2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。请完成下列问题：(1)太阳光分解海水时，实现了从________能转化为________能，二氧化钛作____________。(2)生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转化为________能。水分解时，断裂的化学键有________键，分解海水的反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。(3)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，A极上发生的电极反应式为H2＋O2－－2e－===H2O，则A极是电池的________极；电子从该极______(填“流入”或“流出”)，另一电极的电极反应式为____________________________。12．(12分)(2016·山东潍坊高一检测)工业合成氨反应：N2＋3H22NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则：(1)若1molN2完全反应生成NH3可______(填“吸收”或“放出”)热量________kJ。(2)如果将1molN2和3molH2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是________________。(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10min后，生成10molNH3，则用N2表示的化学反应速率为______mol/(L·min)。(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。a．正反应速率和逆反应速率相等b．正反应速率最大，逆反应速率为0c．N2的转化率达到最大值d．N2和H2的浓度相等ne．N2、H2和NH3的体积分数相等f．反应达到最大限度13．(12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。在下面方框中画出装置图，并标明各部分材料名称。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60g，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47g，试计算：①产生氢气的体积(标准状况下)为________。②通过导线的电量为________(已知NA＝6.02×1023mol－1，电子电荷为1.60×10－19C)。14．(18分)某同学设计如图三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应：方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10mL2mol/L稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20℃逐渐升至75℃，随后，温度逐渐下降至30℃，最终停留在20℃。方案二：如图2，在烧杯外底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10mL2mol/L硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。序号甲试管里发生反应的物质　　　　　　　U形管里红墨水液面①氧化钙与水左低右高②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)？③铝片与烧碱溶液左低右高④铜与浓硝酸左低右高根据上述实验回答相关问题：(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：______________。(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是_________________________。(3)方案二中，小木片脱落的原因是______________，由此得出的结论是___________。(4)方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面：左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。(5)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U形管里的现象是_____________。(6)方案三实验②的U形管中的现象为________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。15．(17分)某研究性学习小组探究如下实验：在常温下，取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片，分别加入盛有相同体积、H＋n浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快。查阅相关资料后得知：化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定，其次是外界因素的影响。(1)写出以上反应的离子方程式____________。(2)出现上述现象的原因可能：假设①对铝与H＋的反应有抑制作用；假设②____________。(3)请设计实验对上述假设进行验证：①________________；②__________________。(4)如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可以采取的措施有：①_______________；②______________；③_____________；④_______________。阶段质量检测(二)　化学反应与能量1．解析：选C　A项，该合成中的能量转化效率没有达到100%；B项，把游离态的氮转变为化合态的过程都属于氮的固定；D项，断裂化学键要吸收能量。2.解析：选A　A装置中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，失去电子发生氧化反应，Cu作正极，H＋在Cu极上得电子发生还原反应，生成H2从而产生大量气泡。B、C中不能发生自发的氧化还原反应，D装置没有形成闭合回路，不能形成原电池。3．解析：选D　冷水温度低，会降低反应速率。4．解析：选B　原电池反应的本质是自发的氧化还原反应，因此非自发的氧化还原反应是不能设计成原电池的。5．解析：选B　反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，吸收的热量为(E1－E2)，反应可能在常温下即能进行。6．解析：选D　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；铁遇浓硫酸会发生钝化现象，不再产生氢气；加入氯化钠固体对K2SO4与BaCl2的反应无影响，速率不变；增大固体的表面积可以加快反应速率。7．解析：选C　②错，根据能量守恒原理，对于放热反应，反应物的总能量等于生成物总能量加上放出的热量；对于吸热反应，反应物总能量加上吸收的热量，等于生成物的能量。⑤中生成水蒸气可理解为是先生成液态水再由液态水汽化成水蒸气，因为水汽化时是要吸收能量的，所以，生成水蒸气时放出的能量就比生成液态水时放出的能量要少；⑥中，硫蒸气可理解为硫粉吸收热量后沸腾而来，所以，硫蒸气本身能量就比硫粉的能量要高。8．解析：选A　选项A，H2分子共价键断裂时吸收的热量比I2分子共价键断裂时吸收的热量多，H2分子比I2稳定，A选项错误；选项B，反应为2HI(g)===H2(g)＋I2(g)，则吸收的热量＝2E(H－I)－E(H－H)－E(I－I)＝2×299kJ－436kJ－151kJ＝11kJ；选项C，中和反应是放热反应；选项D，根据选项B的计算可知正确。9．解析：选B　若反应向正反应方向进行，0.1mol/LX2与0.3mol/LY2完全转化可生成0.2mol/LZ，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4mol/L；若反应向逆反应方向进行，0.2mol/LZ全部分解转化生成0.1mol/LX2和0.3mol/LY2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2mol/L，Y2的浓度应小于0.6mol/L。10．解析：选C　由图中电子移动方向可判断a为负极，b为正极，在燃料电池中，阴离子移向负极，故OH－向a极移动，A项错；该装置中涉及化学能→电能→光能等形式的能量转化，B项错；P型半导体连接的是电池的正极，D项错；只有C项正确。11．解析：(3)氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===H2O，总反应减去负极反应式2H2＋2O2－－4e－===2H2O等于正极反应式O2＋4e－===2O2－。答案：(1)太阳　化学　催化剂　(2)化学　电　H—O　吸热　(3)负　流出　O2＋4e－===2O2－n12．解析：(1)反应的化学方程式为3H2＋N22NH3，如果1molN2完全反应必有3molH2反应，生成2molNH3。拆开3molH—H键和1molN≡N键需要吸收的能量为436kJ×3＋946kJ＝2254kJ，但是生成2molNH3即生成6molN—H键可放出热量391kJ×6＝2346kJ，总的结果是放出能量2346kJ－2254kJ＝92kJ。(2)该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不能完全反应，因此放出的能量总是小于上述数值。(3)Δc(NH3)＝10mol÷2L＝5mol/L，v(NH3)＝5mol/L÷10min＝0.5mol/(L·min)，v(N2)＝0.25mol/(L·min)。答案：(1)放出　92　(2)该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不能完全反应，因此放出的能量总是小于92kJ　(3)0.25　(4)a、c、f13．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↑，稀硫酸作电解质溶液，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V。Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑65g22.4L60g－47g＝13gVV＝13g×22.4L/mol÷65g/mol＝4.48L。②反应消耗的锌为13g÷65g/mol＝0.20mol1molZn变为Zn2＋时，转移2mole－，则通过的电量为0.20mol×2×6.02×1023mol－1×1.6×10－19C＝3.9×104C。答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑　(2)①4.48L　②3.9×104C14．解析：(1)根据温度计示数判断铝与稀硫酸反应是放热反应，金属与非氧化性酸反应，实质是金属与H＋反应。(2)当化学反应完成后，随着热量散失，烧杯里溶液的温度会降低。(3)蜡烛受热熔化，小木片会脱落，由此推知氢氧化钠与硫酸发生的是放热反应。(4)U形管里左右红墨水液面高低由左右管里气体压强的相对大小(外界大气压恒定)决定，当左管内气压大于右管内气压时，红墨水液面会左低右高，当左管内气压小于右管内气压时，红墨水液面出现左高右低。(5)根据①③④现象推知，氧化钙与水反应、铝与氢氧化钠反应、铜与浓硝酸反应都是放热反应。(6)氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合发生吸热反应，使锥形瓶里气体温度降低，气体压强小于外界大气压，使红墨水液面左高右低。对于吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量。答案：(1)放热　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　(2)反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低(3)蜡烛熔化　氢氧化钠与硫酸的反应放热　(4)低于(5)放热　红墨水液面左右相平　(6)红墨水液面左高右低　小于15．解析：(1)金属与酸反应的实质是金属与溶液中的H＋反应。(2)本题的难点是如何提出问题。稀硫酸中含有H＋和，稀盐酸中含有H＋和Cl－。依题意信息知，外形和组成均相同的铝与等浓度的酸反应，接触面积相同，H＋浓度相同，反应在相同温度下进行，说明二者的温度、浓度、接触面积都相同，不同的是溶液中所含阴离子不同，联想催化剂对化学反应的影响，可能是阴离子对反应的影响不同。(3)针对提出的猜想，设计实验方案。设计方案可以从正反两个方面切入。(4)改变条件加快反应，要从影响化学反应速率的因素切入：温度、浓度、催化剂和固液反应接触面积。答案：(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　(2)Cl－对铝与H＋的反应有促进作用　(3)①n向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，如果能加快反应速率，则假设②成立　②向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐，如果反应速率减小，则假设①成立　(4)①加入可溶性氯化物　②增加H＋浓度　③加热　④将铝片换成铝丝