1、第二章检测(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H 1C 12O 16Fe 56Cu 64Zn 65Ag 108一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分,每小题只有1个选项符合题意)1近年来,科学家正在探索利用铝粉作燃料的可能性,以期望铝能成为一种石油的替代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法,你认为错误的是()A.铝的密度小,便于运输、贮存,且安全B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后新产物对环境的污染容易得到有效控制C.在地球上,铝矿资源丰富D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础答案:D解析:铝的密度小,燃烧时放
2、热多,是在地壳中含量最多的金属元素,铝矿资源丰富,这些都是用铝作新型燃料的有利条件。但是电冶铝本身需要消耗大量的能量,从这一点考虑,如果没有开发出新的冶炼金属铝的技术,则用铝作新能源的做法是不划算的。2工业生产硫酸时,其中一步反应是2SO2+O22SO3,下列说法错误的是()A.增大氧气的浓度可提高反应速率B.升高温度可提高反应速率C.使用催化剂能显著增大反应速率D.达到化学平衡时,正、逆反应速率相等且都为零答案:D解析:化学平衡为动态平衡,达到平衡时v(正)=v(逆)0。3(2018北京学考)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)。当H2O、C
3、O、CO2、H2的浓度不再变化时,下列说法中,正确的是()A.该反应已达化学平衡状态B.正、逆反应速率相等且等于零C.H2O和CO全部转化为CO2和H2D.H2O、CO、CO2、H2的浓度一定相等答案:A解析:当体系中各组分的浓度不再变化时,说明反应已经达到了化学平衡状态,此时的正、逆反应速率相等,但不等于0,各组分的浓度不一定相等,选项A正确、选项B和D错误;化学平衡时,反应物和生成物共存,反应物不能完全转化,选项C错误。4如右图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏
4、向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)()A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高答案:D解析:根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入CuSO4溶液后,Cu在铁球表面析出,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入CuSO4溶液后,形成原电池,Cu在铜球表面析出,Fe部分溶解,A端下沉。5已知:1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量;1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量;由H原子
5、和I原子形成1 mol HI分子时释放299 kJ的能量。下列判断不正确的是()A.I2蒸气比H2分子稳定B.2 mol HI(g)发生分解反应吸收11 kJ热量C.HI与NaOH反应属于放热反应D.0.5 mol H2(g)与0.5 mol I2(g)完全反应释放出5.5 kJ热量答案:A解析:选项A,H2分子中共价键断裂时吸收的热量比I2分子中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,设反应为2HI(g)H2(g)+I2(g),则吸收的热量=2 mol299 kJmol-1-1 mol436 kJmol-1-1 mol151 kJmol-1=11 kJ。选项C,中和
6、反应是放热反应。选项D,根据选项B的计算可知正确。6NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓缓地反应生成N2和CO2,化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,对此反应,下列叙述错误的是()A.使用正催化剂能加大反应速率B.改变反应物的压强对反应速率产生影响C.冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大D.外界条件决定着此化学反应的反应速率答案:D解析:加入正催化剂能加大反应速率,A项正确;这是一个有气体参加的化学反应,增大压强,气体物质浓度增大,反应速率增大,减小压强,气体物质浓度减小,反应速率减小,B项正确;温度低,反应速率小,所以冬天不利于NO和CO的转化,C项正确;改变反应物的浓度、
7、压强、温度均能改变该反应的速率,但是决定反应速率的是反应物本身的性质,D项错误。7下列反应既属于氧化还原反应,又是典型的放热反应的是()A.灼热的木炭与CO2反应B.铝粉与Fe2O3高温下反应C.NaOH与H2SO4的中和反应D.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应答案:B解析:A、D两项均为吸热反应;B项既为放热反应又是氧化还原反应;C项中为放热反应,但不属于氧化还原反应。8利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。当电池工作时,有关说法正确的是()A.铝罐不会被腐蚀B.石墨棒上发生的反应为O2+
8、2H2O+4e-4OH-C.石墨棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后石墨棒的质量会增加答案:B解析:在原电池工作时,活泼金属铝作负极被氧化腐蚀,电极反应式为Al-3e-Al3+,石墨棒作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,石墨棒的质量不会改变。石墨棒作正极,应与玩具电机的正极相连。9染料敏化太阳能电池(简称DSC)工作时类似叶绿素的染料吸收太阳光,产生电子,电子再被电极收集,然后通过外电路,回到反电极产生光电流。该过程中的能量转化形式为()A.太阳能化学能B.太阳能电能C.化学能电能D.电能化学能答案:B解析:染料敏化太阳能电池吸收太阳光(太阳能),经过一系列变化,产
9、生光电流(电能)。故B项正确。10CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是()A.CO全部转化为乙醇B.正反应和逆反应的化学反应速率均为0C.CO和H2以12的物质的量之比反应生成乙醇D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化答案:D解析:可逆反应的最大限度即化学平衡,对于可逆反应,反应不能进行到底,所以A项不正确;化学平衡为动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等且不为0,B项不正确;C项不能说明正、逆反应速率相等,不正确。11下列措施对增大化学反应速率明显有效的是()A.Na与水反
10、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,且不产生氢气;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增大反应速率。12下列关于化学反应速率的说法中,错误的是()A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B.在容积不变的反应器中,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示C.若某化学反应的反应速率为0.5 molL-1s-1,就是指在该时间内反应物和生
11、成物的浓度变化都为0.5 molL-1D.化学反应速率是可以通过实验测定的答案:C解析:若某化学反应速率为0.5 molL-1s-1,是指用某一物质表示的平均速率,并且未告诉时间,无法计算浓度变化,故C项错误。13(2018北京学考)控制变量是科学研究的重要方法。相同质量的锌粉与足量稀硫酸分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是()选项ABCDc(H2SO4)/(molL-1)0.520.52t/20205050答案:D解析:控制变量法分析问题时只允许有一个变量。先分别比较A项和B项、C项和D项,c(H2SO4)较大的反应速率较大,故化学反应速率BA、DC;再比较B项和D项,温度
12、较高的反应速率较大,故化学反应速率DB,即开始阶段化学反应速率最大的是D。14下列说法正确的是()A.吸热反应需要加热才能发生B.放热反应在常温下就能进行C.化学反应就是将化学能转化为热能D.反应是放热还是吸热跟是否加热没有直接的关系答案:D解析:反应是放热还是吸热跟是否加热无直接的关系,D项正确;多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应,A项错误;放热反应有的可以不加热如磷的自燃,有的就需加热(或点燃)引发反应,如氢气和氧气的反应就需点燃,B项错误;化学反应不仅可将化学能转化为热能,还可转化为电能、光能等,如电池、燃烧发光等,C项错误。15一定温度
13、下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时,n(SO2)n(O2)n(SO3)=234。缩小容器容积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8 mol,n(SO3)=1.4 mol,此时SO2的物质的量应是()A.0.4 molB.0.6 molC.0.8 molD.1.2 mol答案:A解析:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol2x3x4x转化/molyy2y平衡/mol2x-y3x-y24x+y3x-y2=0.8mol4x+y=1.4mol解得:x=0.3 mol,y=0.2 mol,所以2x-y=0.4 mol。16在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应N2
14、+3H22NH3达到平衡的标志是()A.v正(N2)=v逆(NH3)B.单位时间内3 mol HH键发生断键反应,同时2 mol NH键也发生断键反应C.n(N2)n(H2)n(NH3)=132D.反应混合物各组分的物质的量浓度不再改变答案:D解析:用不同物质说明v(正)=v(逆)时,要注意反应速率之比符合化学计量数之比,方向相反,A、B两项错误;反应达到化学平衡时,各组分的物质的量浓度不再改变,但不一定等于化学计量数之比,C项错误,D项正确。17右图所示的装置中,M在金属活动性顺序中位于氢之前,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述中错误的是()A.N上有气体放出B.M为负极,N为正极C.是化学能
15、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。导线中电流方向应由正极(N)流向负极(M)。18LED产品具有耗电量低、寿命长的特点。下图是氢氧燃料电池驱动LED屏发光的装置,下列有关叙述不正确的是()A.a处通入的气体是氢气,电极反应式为H2+2OH-2e-2H2OB.装置中电子的流向为a极N型半导体P型半导体b极C.装置中的能量转化至少涉及三种形式的能量D.图中表示来自氢氧燃料电池中的K+的移动方向答案:D解析:由N型半导体中电子的流向可知,a极是电子流出的一极(负极)
16、,a处应通入氢气,碱性条件下氢气失电子结合OH-生成水,A项正确;b极是电子流入的一极(正极),电子只能从a极经半导体流入,B项正确;该装置的能量转化中至少涉及化学能、电能、光能,C项正确;氢氧燃料电池中K+移向b极,但其不能在导线上移动,不能表示K+的移动方向,D项错误。二、非选择题(本题包括6小题,共46分)19(9分)氢气是未来最理想的能源,科学家已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。试回答下列问题:(1)分解海水时,实现了将能转变为能,二氧化钛作。生成的氢气用于燃料电池时,实现了将能转变为
17、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。(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分别为:A极:H2+O2-2e-H2O;B极:O2+4e-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,电子从该极流出。20(7分)反应Fe+H2SO4FeSO4+H2的能量变化趋势如图所示:(1)该反应为(填“吸热”或
18、“放热”)反应。(2)若要使该反应的反应速率增大,下列措施可行的是(填字母)。A.改铁片为铁粉B.改稀硫酸为98%的浓硫酸C.升高温度D.减小压强(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为,该极上发生的电极反应为,外电路中电子由(填“正”或“负”,下同)极向极移动。答案:(1)放热(2)AC(3)正产生无色气泡2H+2e-H2负正解析:(1)据能量变化图像可知该反应是放热反应。(2)增大固体的表面积或升高温度,反应速率增大;适当增大反应物浓度反应速率也增大,但常温下Fe在98%的浓硫酸中发生钝化,不产生H2。(3)该反应中铁是还原剂,
19、作负极,比铁活动性差的铜应作正极。铜片上,氢离子得到电子,电极反应为2H+2e-H2,外电路电子由负极流向正极。21(7分)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol,5 min末时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 molL-1min-1。计算:(1)5 min末A的物质的量浓度为。(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为。(3)化学方程式中n=。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:v(A)=5 molL-1min-1v(B)=6 molL-1min-1v(C
20、)=4.5 molL-1min-1v(D)=8 molL-1min-1其中反应速率最大的是(填编号)。答案:(1)1.5 molL-1(2)0.2 molL-1min-1(3)2(4)解析:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)起始/mol4600转化/mol123n5 min末/mol343n(1)5 min末,c(A)=3mol2 L=1.5 molL-1。(2)v(B)=2mol2 L5min=0.2 molL-1min-1。(3)v(D)=nmol2 L5min=0.2 molL-1min-1,n=2。(4)根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,把各种不同物质表示的反应速
21、率转化为用物质A表示的反应速率,则有:v(A)=5 molL-1min-1;v(A)=3 molL-1min-1;v(A)=1.5 molL-1min-1;v(A)=4 molL-1min-1。故反应速率最大的是。22(7分)如图所示,把试管小心地放入盛有(20 )碳酸饮料的烧杯中,试管中开始放入几小块铝片,再用滴管滴加5 mL 浓NaOH溶液于试管中。试回答下列问题:(1)实验中观察到的现象是。(2)产生上述现象的原因是 。(3)写出有关反应的离子方程式: 。(4)由实验推知,反应所得溶液和氢气的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)铝片和NaOH溶液的总能量。答案:(1)铝片上有大量气泡产
22、生,铝片逐渐溶解;烧杯内液体放出气泡变快(2)铝与NaOH溶液反应生成氢气,且反应放热,碳酸饮料中CO2在水中的溶解度随温度升高而减小,CO2从饮料中逸出速率变快(3)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2(4)小于解析:金属与酸或碱溶液的反应是放热反应,铝与碱液的反应放热更为显著,放出的热量使烧杯中饮料的温度升高,使CO2的溶解度减小。放热反应生成物的总能量小于反应物的总能量。23(10分)某实验小组为了探究铝与盐酸反应过程中的速率变化,分两组做了以下实验。(1)甲小组同学用足量的铝与50 mL盐酸发生反应,并用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:时间/min12345反应结
23、束时氢气体积/mL(标准状况下)50150300380410560哪一时间段(即01、12、23、34、45 min)反应速率最大,原因是。反应进行到10 min时,便不再有气泡产生,该盐酸中HCl的物质的量浓度是,整个反应过程中HCl的反应速率为。(2)乙小组学生也做了同样的实验,但由于反应太快,不好测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列液体:A.蒸馏水、B.KCl溶液、C.KNO3溶液、D.CuSO4溶液,以减慢反应速率,你认为可行的是,不可行的理由是 。答案:(1)23 min该反应是放热反应,此时温度高1 molL-10.1 molL-1min-1(2)ABC项因为溶液中有H+和
24、NO3-存在,与Al反应会有氮的氧化物产生,而不产生H2;D项因为铝会置换出Cu,形成Cu-Al原电池,使反应更快解析:根据表中的数据可以判断:在相等的时间段内产生H2最多的时间段是23 min,这段时间内产生H2的体积是150 mL,所以这段时间反应速率最快。影响反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等,在题目中要综合分析。由数据分析结果可以看出23 min是反应速率最大的时间段,此时浓度并不是最大的,应分析其他影响因素,因为反应是放热的,所以温度升高是主要原因。最后速率减小的主要原因是H+浓度减小。如果要减小反应速率,也可以从减小H+浓度这一角度考虑,可以加水或KCl溶液将其稀释。利用H
25、2的体积可以计算出HCl的浓度和HCl的反应速率。24(6分)(1)在铜、银和硝酸银溶液构成的原电池工作时,正极为;当有1.6 g铜溶解时,银棒质量增加。(2)在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中,当在铜片上放出2.24 L气体(标准状况)时,稀硫酸刚好用去一半,则产生这些气体消耗锌 g,共有 mol电子通过导线,原稀硫酸中c(H2SO4)= molL-1。答案:(1)Ag5.4 g(2)6.50.201.0解析:(1)正极为不活泼金属,铜比银活泼,所以铜作负极,银作正极;当有1.6 g铜溶解时,转移电子物质的量为21.6 g64gmol-1=0.05 mol,则析出银为0.05 mol108 gmol-1=5.4 g。(2)电极反应负极:Zn-2e-Zn2+;正极:2H+2e-H2,n(H2)=0.10 mol,则转移的电子为0.20 mol,则n(Zn)=0.10 mol,m(Zn)=6.5 g。c(H2SO4)=20.10mol0.20 L=1.0 molL-1。
