1、专题综合测评(一)化学反应与能量变化(总分：100分时间：90分钟)一、单项选择题(本题共10小题，每题2分，共20分，每题只有一个选项符合题意。)1化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是()图图A有能量变化是化学反应的基本特征之一B图所示的装置能将化学能转变为电能C图所示的反应为放热反应D化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成B化学反应过程中，除了有新物质的生成，一定伴随能量的变化，所以有能量变化是化学反应的基本特征之一，A项正确；图所示的装置不能形成闭合回路，不能构成原电池，化学能不能转变为电能，B项错误；根据图像知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，
2、C项正确；化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键需要放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，D项正确。2下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B锂离子电池放电时，化学能转化成电能C电解质溶液导电时，电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能A本题考查氧化还原反应及能量转化形式。硅太阳能电池吸收光能后，把光能转化为电能，没有发生氧化还原反应。3氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中最节能的是()A电解水制氢：2H2O2H2O2B高温使水分解制氢：2H2O2H2O2C太阳光催化分解水制氢：2H2O2
3、H2O2D天然气制氢：CH4H2OCO3H2CA需要消耗电能，B和D需要高温，都消耗较多的能量。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MnO2D为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却D冷水温度低，会降低反应速率。5一定条件下，可逆反应2AB3C在下列四种状态中处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率AvA2 molL1min1vB2 molL1min1BvA2 molL1min1vC2 molL1min1CvA1 molL1min1vB2 molL1min1DvA1
4、molL1min1vC1.5 molL1min1D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vA1 molL1min1，逆反应速率vC1.5 vA(逆)，vA(逆)1 molL1min1，二者相等，说明反应达到了平衡状态。6如图所示为800 时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是()A发生的反应可表示为2A(g)2B(g)C(g)B前2 min A的分解速率为0.1 molL1min1C开始时，正、逆反应同时开始D2 min时，A、B、C的浓度之比为231C根据图像知反应过程中A的浓度减小，B、C
5、浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)C(g)，A正确；前2 min，v(A)0.1 molL1min1，B正确；开始时加入的物质为A和B，没有C，C错误；根据图像，2 min时，A、B、C的浓度分别为0.2 molL1、0.3 molL1、0.1 molL1，D正确。7单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A. 由图可知，单斜硫转化为正交硫的反应为吸热反应B正交硫比单斜硫性质活泼C相同条件下，等量的正交硫比单斜硫所含有的能量低D相同条件下，生成等量的二氧化硫气体时，正交硫放出的热量多C单斜硫的能量比正交硫的能
6、量高，该反应为放热反应，A错误；物质的能量越高越不稳定，则正交硫比单斜硫稳定，B错误；由图像可以看出，等量的正交硫比单斜硫所含有的能量低，C正确；由图像可以看出，等量的正交硫比单斜硫所含有的能量低，相同条件下，生成等量的二氧化硫气体，单斜硫放出的热量多，D错误。8化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A. 该反应是吸收能量的反应B1 mol AA键和1 mol BB键断裂能放出x kJ的能量C2 mol AB键断裂需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量C反应物的总能量高于生成物的总能量，反应是放热反应，A错误；
7、因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，B错误；旧键的断裂吸收能量，由图可知断裂2 mol AB键需要吸收y kJ能量，C正确；由图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，D错误。9某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解Da和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2向铜电极移动D铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁片上，A正确。a和b用导线连接后构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化
8、反应，铜作正极，电极反应式为Cu22e=Cu，B项正确、D项错误。无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2，C项正确。10纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为ZnAg2O=2AgZnO。关于该电池下列叙述不正确的是()A正极的电极反应为Ag2O2eH2O=2Ag2OHBZn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应C使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极D使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极D由题意知，纽扣电池的总反应为ZnAg2O=2AgZnO，故Zn为负极、Ag2O为正极。正极发生还原反
9、应，电极反应为Ag2O2eH2O=2Ag2OH，A项正确；Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应，B项正确；使用时Zn是负极，电子由Zn极经外电路流向正极，C项正确；使用时溶液中电流的方向(即内电路的电流方向)是由负极流向正极，即Zn极流向Ag2O极，溶液中是由离子导电的，D项不正确。二、选择题(本题共5小题，每题4分，共20分，每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。)11已知反应H2(g)2ICl(g)=I2(g)2HCl(g)，该反应分、两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是()A. 反应为吸热反应B反应和均是同种元素间发生的氧
10、化还原反应C反应比反应的速率慢，与图中相应峰高有关DHI(g)ICl(g)=I2(g)HCl(g)反应中生成1摩尔mol放出218 kJ的热量C由图可知，反应和反应中反应物总能量都大于生成物，则反应、反应均为放热反应， A错误；反应中氢气参与反应，化合价升高被氧化，ICl中的I化合价降低被还原，不是同种元素间发生的氧化还原反应， B错误；由图可知，反应中正反应的活化能大，反应中正反应的活化能小，反应比反应的速率慢， C正确；由图可知，反应HI(g)ICl(g)=I2(g)HCl(g) 的反应物总能量和生成物总能量差值小于218 kJ，则生成1摩尔HCl放出的热量小于218 kJ, D错误。12
11、某兴趣小组学生设计水果电池：把锌片和铜片用导线连接好，然后将锌片和铜片平行插入新鲜西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流表，指针发生偏转，将西红柿换成橘子后重新做实验，发现电流表指针没有发生偏转。下列针对该组实验的说法正确的是()A通过对比实验说明西红柿汁是电解质溶液，而橘子汁是非电解质溶液B通过对比实验得出西红柿汁：pH7，橘子汁：pH7C用橘子探究原电池工作原理的实验不可能获得成功D通过对比实验说明构成原电池条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路D将西红柿换成橘子后重新做实验，电流表指针没有发生偏转，说明没有形成原电池，其原因是多方面的，因此不能说明西红柿汁是电解质溶液而橘子汁是非电解
12、质溶液，A项错误；通过对比实验不能得出：西红柿汁pH7，橘子汁pH7，B项错误；用橘子也可以探究原电池工作原理，C项错误；通过以上分析和实验现象说明构成原电池条件之一是两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路，D项正确。13某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO 10H6e=Fe2O35H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时OH向负极迁移AD根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，A正确； KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO 6e8H2O=2Fe(
13、OH)310OH，B错误；该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，C错误；电池工作时阴离子OH向负极迁移，D正确。14已知反应2X(g)Y(g)2Z(g)，某研究小组将4 mol X和2 mol Y置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时间段内X的转化率，得到的数据如下表，下列判断正确的是()t/min24.556X的转化率30%40%70%70%A.随着反应的进行，混合气体的密度不断增大B反应在5.5 min时，v正(X)v逆(Z)C6 min时，容器中剩余1.4 mol YD其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，则可得4 mol ZBX、Y、Z都是气体，随着反应的进行，气体总质量不变，容
14、器体积不变，则混合气体的密度不变，A项错误；根据表中数据可知，反应在5 min时已经达到平衡状态，平衡时正、逆反应速率相等，B项正确；6 min时，X的转化率为70%，即反应消耗了2.8 mol X，由化学计量数的关系可知，反应消耗了1.4 mol Y，则容器中剩余0.6 mol Y，C项错误；其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，当2 mol Y完全反应时可得4 mol Z，但Y不可能完全反应，所以得到的Z小于4 mol，D项错误。15在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，一定条件下发生反应：3A(g)B(g)2C(g)xD(g)，达到平衡时，生成了2 mol
15、 C，经测定，D的浓度为0.5 mol/L，下列判断正确的是()AB的转化率为20%B平衡时A的浓度为0.75 mol/LCx1D达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%AB达到平衡时，生成了2 mol C，D的物质的量为4 L0.5 mol/L2 mol， 3A(g)B(g)2C(g)xD(g)起始/mol：6 5 0 0转化/mol 3 1 2 x 平衡/mol 3 4 2 2 molB的转化率为100%20%，A对；平衡时A的浓度为3 mol/4 L0.75 mol/L，B对；由以上分析可知x2，C错；反应前后气体的物质的量不变，则压强不变，D错。三、非选择题(本题共
16、5小题，共60分。)16(12分)道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。减少交通事故除遵守交通法规正确驾驶外，安全措施也极为重要。汽车的安全气嚢内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解或发生反应，产生大量气体，充满气囊，从而保护驾驶员和乘客的安全。请回答下列问题：(1)下列判断正确的是_。A道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关BNH4NO3、KNO3中含有化学键的类型完全相同CNaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应DNaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心，以免发
17、生爆炸(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示：叠氮化钠的爆炸反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。若爆炸过程中有30 mol 非极性键生成(一个共用电子对为一个化学键)，则反应的能量变化为_ kJ(用含a、b的代数式表示)，消耗叠氮化钠的质量为_ g。(3)若安全气囊内充的是叠氮酸钠和硝酸钾，撞击时发生的反应是10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2。当该反应的氧化产物比还原产物多1.4 mol时，转移电子的物质的量是_ mol；同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末，其在安全气囊内所起的作用可能是_。解析(1)道路起雾，水分子不变，水分子中化学键不变，A项错误
18、； NH4NO3含离子键、极性共价键，KNO3中钾离子与硝酸根离子之间为离子键，硝酸根离子中N与O原子之间为极性共价键，则两者化学键类型相同，B项正确； NaN3具有还原性，可和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应，C项错误； NaN3受到猛烈撞击时就会发生化学变化； NH4NO3固体属于易燃易爆固体，在储存和使用时都必须格外小心，以免发生爆炸，D项正确。(2)由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；发生：3NaN3=Na3N4N2，氮气中NN为非极性键，由反应及图可知生成12 mol非极性键放热为(ab) kJ，则有30 mol非极性键生成(一个共用电子对为一个化学键)，则反应的能
19、量变化为(ab) kJ2.5(ab) kJ或(ba) kJ2.5(ba) kJ，消耗叠氮化钠的质量为 mol65 g/mol 487.5 g。(3)在10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2中，KNO3中N元素由5价降低为0，反应中共转移10电子，NaN3中N元素的化合价由1/3价升至0价，根据N守恒，氧化产物与还原产物的物质的量之比为151，由反应可知，生成16 mol N2时氧化产物比还原产物多14 mol，若氧化产物比还原产物多1.4 mol，则该反应生成氮气的物质的量为 mol1.6 mol，根据关系式16N210e可知转移电子的物质的量是1.6 mol1 mol; 同时气囊内
20、还必须充入一定量的SiO2粉末，其在安全气囊内所起的作用可能是SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐，可减少对人体的伤害。答案(1)B、D(2)放热反应2.5(ab)或2.5(ba)487.5(3) 1SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐，可减少对人体的伤害17(8分)反应Fe H2SO4=FeSO4 H2的能量变化如图所示，请回答下列问题：(1)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是_(填字母，双选)。A将铁片改为铁粉B将稀H2SO4改为98%的浓硫酸C升高温度D将2.4 molL1的稀硫酸改为4.8 mo
21、lL1稀盐酸(3)若将上述反应设计成原电池，则铜极上发生的电极反应为_，外电路中的电子由_(填“正”或“负”，下同)极向_极移动。解析(1)从图象可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应。(2)改铁片为铁粉，增大了接触面积，反应速率增大，A对；常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应， B错误；升高温度，反应速率增大，C对；将2.4 molL1的稀硫酸改为4.8 molL1稀盐酸，氢离子浓度不变，反应速率几乎不变，D错。(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为Fe2e=Fe2；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H
22、2e=H2，电子由负极流向正极移动。答案(1)放热(2)AC(3)2H2e=H2负正18(14分)利用化学反应将存储在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。(1)甲同学认为，所有的氧化还原反应都可以设计成原电池，你是否同意_(填“是”或“否”)。若不同意，请你试举一例，写出相应的化学方程式：_。(2)乙同学依据氧化还原反应：2AgCu=Cu22Ag设计的原电池如图所示：负极材料是_，发生的电极反应为_；外电路中的电子是从_电极流向_电极 (写出电极材料的名称)。当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子
23、数目是_。请指出该原电池装置的一个缺点：_。答案(1)否非自发进行的氧化还原反应均不可以设计成原电池，如CCO22CO，不能设计成原电池(2)铜Cu2e=Cu2铜银0.05NA(或3.011022)能量利用率低，不能提供持续稳定的电流19(12分)现用如图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1 000 mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。请回答下列问题：(1)b电极材料为_，其电极反应式为_。(2)当量筒中收集到672 mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为_ mol，此时a电极质量_(填“增加”或“减少”)_ g。(3)如果将a、b两电
24、极的电极材料对调，U形管中将出现的现象是_。解析(1)纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池，由图可知b电极处有氢气生成，则b为铜，为正极；a为锌，为负极；b电极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H2e=H2。(2)当量筒中收集到672 mL(标准状况下)气体时，n(H2)0.03 mol，已知b电极上的电极反应式为2H2e=H2，则通过导线的电子的物质的量为0.06 mol，a电极上的反应为Zn2e=Zn2，则溶解的Zn的物质的量为0.03 mol，则减少的Zn的质量为65 gmol10.03 mol1.95 g。(3)如果将a、b两电极的电极材料对调，则右边为锌，失电子作负极，左边为铜，作
25、正极，氢离子得电子生成氢气，所以U形管中左端液面下降，右端液面上升。答案(1)铜2H2e=H2 (2)0.06减少1.95 (3)左端液面下降，右端液面上升20(14分)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表所示(累计值)：时间(min)12345氢气体积(mL)(标准状况)100240464576620哪一时间段反应速率最大_ min(填01、12、23、34、45)，原因是_。求34分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_(设溶液体积不变)。(2)另一
26、学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是()A蒸馏水BKCl溶液CKNO3溶液DCuSO4溶液(3)某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示：该反应的化学方程式是_。2 min内X的转化率为_。解析(1)在01、12、23、34、45 min时间段中，产生气体的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、54 mL，由此可知反应速率最大的时间段为23 min；原因是该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大。在34 min时间段内，n(H2)0.112 L2
27、2.4 L/mol0.005 mol，根据2HClH2计算消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，则v(HCl)0.01 mol0.4 L1 min0.025 mol/(Lmin)。A对：加入蒸馏水，H浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量；B对：加入KCl溶液，H浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量；C错：因酸性溶液中有NO，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成；D错：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速度增大，且影响生成氢气的量。(2)由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5 min时，n(Y)0.2 mol，n(Z)0.4 mol，n(X)0.6 mol，则n(Y)n(Z)n(X)123，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为3XY2Z。2 min内X的转化率100%100%30%。答案(1)23因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快0.025 mol/(Lmin)(2)CD(3)3X(g)Y(g)2Z(g)30%