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2018-2019学年人教版化学必修2《第二章化学反应与能量》章末综合测评(含答案解析)

1、章末综合测评(二)(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 16 小题,每小题只有一项符合题意,每小题 3 分,共 48 分)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A 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、

2、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.根据如图提供的信息,下列所得结论正确的是( )A该反应为吸热反应B该反应向外界放出的热量为(E 1E 3)C该反应一定可以设计成为原电池D该反应向外界放出的热量为(E 2E 3)B A 项,根据图象,反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应属于放热反应,故错误;B 项,根据能量守恒定律,放出的热量为 E1E 3,故正确;C 项,设计成原电池,要求反应属于氧化还原反应,题目中没有说明此反应是否是氧化还原反应,故错误;D 项,反应能量变化量只跟

3、反应的始态和终态有关,即放出 E1E 2。3已知 2SO2O 2 2SO3 为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( ) 【导学号:43722125】AO 2 的能量一定高于 SO2 的能量B2 mol SO2 和 1 mol O2 的总能量一定高于 2 mol SO3 的总能量CSO 2 的能量一定高于 SO3 的能量D因该反应为放热反应,故不必加热就可发生B 判断一个反应是放热反应还是吸热反应,关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,B 项正确; A 项和 C 项的错误在于都没有考虑总能量差;放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高,而

4、加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行,D 项错误。4下列分析正确的是( )A将氯气通入 H2O2 和 NaOH 的混合溶液中,发出红光,说明反应物的总能量低于生成物的总能量,放出热量B1 mol H2 在氯气中完全燃烧,放出 180 kJ 热量,则键能(E)的关系为E(HH)180 kJ2E(H Cl)E(ClCl)C干燥的碘粉与铝粉混合无明显现象,滴上一滴水会冉冉升起紫色的碘蒸气,最后得到白色 AlI3。说明碘和铝发生的反应是放热反应D精确实验测得 H2O 在常温下也能微弱电离:H 2O H OH ,该过程是放热过程C A 项,反应物的总能量应该高于生成物的总

5、能量;B 项,正确的关系式是 E(HH)2E(HCl) E(ClCl)180 kJ,注意是键能和能量的关系;D项,电离过程破坏化学键是吸热的。5.如图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置,c、d 为两个电极。下列有关的判断不正确的是( )A电池工作的过程中,d 电极上产生气泡B电池工作时,溶液中 SO 向 d 移动24Cc 为负极,发生氧化反应D电池工作的过程中,溶液中 SO 浓度基本不变24B 阴离子向负极移动,c 为负极,d 为正极,故 SO 向 c 移动。246iPhone 手机使用的锂电池以质量轻、能量高而备受关注,目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应是 LiMnO 2=

6、LiMnO2。下列说法正确的是( )【导学号:43722126】AMnO 2 是负极,电极反应为 MnO2e =MnO 2BLi 是正极,电极反应为 Lie =LiC电池内部产生的 MnO 向锂电极移动 2D钠比锂更活泼,相同质量的钠作电极比锂提供的电能更多C 原电池中,失电子的电极为负极,故 A、B 两项错误;在原电池内部,负极产生的阳离子移向正极区,而阴离子移向负极区,C 项正确;由于 M(Na)M(Li),在相同质量时 n(Li)n(Na),故 Li 作电极提供的电能更多。7研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以 LiOH 为电解质,使

7、用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时 OH 向正极移动D总反应式为 2Li2H 2O=2LiOHH 2C 原电池放电时 OH 向负极移动,C 项错误。由此电池的名称锂水电池可推测其总反应式为 2Li2H 2O=2LiOHH 2,据此可再写出其电极反应:(负极)2Li2e =2Li ,(正极)2H 2O2e =2OH H 2,综上分析,A、B、D 三项均正确。8.根据反应:2Ag Cu= =Cu2 2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是( )AX 可以是银或石墨BY 是硫酸铜溶液C电子从铜电极经外电路流向 X 电极D

8、X 极上的电极反应式为 Ag e =AgB 由电池反应 2Ag Cu= =2AgCu 2 可知,铜作负极,电极反应为Cu2e =Cu2 ,X 为正极,可以是比铜不活泼的银或石墨等,电极反应为Ag e =Ag;电解质溶液中需含有 Ag ,故 B 说法错误。9燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的电极反应如下:X 极:O 22H 2O4e =4OH ;Y 极:2H 24OH 4e =4H2O下列判断正确的是( )AX 是正极,发生氧化反应B该电池可用稀硫酸作为电解质溶液C供电时 Y 极附近的酸性减弱D使用时若生成 1 mol H2O 则转移 2

9、mol 电子D X 极发生还原反应,A 不正确;由 Y 极电极反应式可知,电池应用碱液作电解质溶液,OH 被消耗,酸性增强,B、C 都不正确;X 、Y 两极反应式加和为: ,每生成 1 mol H2O 转移 2 mol 电子。10下列措施对增大反应速率明显有效的是( )【导学号:43722127】ANa 与水反应时增大水的用量BFe 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;

10、增大固体的表面积可以加快反应速率。11反应 SO2O 2 2SO3 经一段时间后,SO 3 的浓度增加了 0.4 mol/L,在这段时间内用 O2 表示的反应速率为 0.04 mol/(Ls),则这段时间为( )A0.1 s B2.5 sC5 s D10 sC v(O 2)0.04 mol/(Ls),则 v(SO3)0.08mol/(Ls),由 tc(SO 3)/v(SO3)代入数据计算得 t5 s。12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)H 2O(g) CO(g)H 2(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( ) 【导学号:43722128】

11、A体系的压强不再发生变化Bv 正 (CO)v 逆 (H2O)C生成 n mol CO 的同时生成 n mol H2D1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键C 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 HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 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

12、生成量,说明反应达到化学平衡状态。 13下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )AH 2(g)Br 2(g) 2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变B2NO 2(g) N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变CCaCO 3(s)高温,CO 2(g)CaO(s)恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变D3H 2(g) N2(g) 2NH3(g)反应体系中 H2 与 N2 的物质的量之比保持 31D 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

13、 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)N 2(g) 2NH3(g),如果开始时加入的物质的物质的量之比是 n(H2)n(N 2)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(N 2)31,因此,n(H2)n(N 2)31 的状态不一定是平衡状态。 14下列反应条件的控制中不恰当的是( )【导学号:43722129】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

14、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 冷水冷却,温度降低,反应速率小。15在密闭容器中进行反应:X 2(g)3Y 2(g) 2Z(g),其中 X2、Y 2、Z 的起始浓度分别为 0.1 molL1 、0.3 molL1 、0.2 molL1 ,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )Ac(Z)0.5 molL1 Bc (Y2)0.5 molL 1Cc(X 2)0.2 molL 1 Dc (Y2)0.6 molL 1B 若反应向正反应方向进行,0.1 molL1 X2 与 0.3 molL1 Y2 完全转化可生

15、成 0.2 molL1 Z,这表明平衡时 Z 的浓度应小于 0.4 molL1 ;若反应向逆反应方向进行,0.2 molL1 Z 全部分解转化生成 0.1 molL1 X2 和 0.3 molL1 Y2,这表明平衡时 X2 的浓度应小于 0.2 molL1 ,Y 2 的浓度应小于 0.6 molL1 。16反应 C(s)H 2O(g) CO(g)H 2(g)在一定容积的密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能够成立的是( ) 【导学号:43722130】A其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,反应速率减小B反应达平衡状态时:v(CO) 正 v(H 2O)逆C保持体积不变,充入少量 He 气体使体系

16、压强增大,反应速率一定增大D其他条件不变,适当增加 C(s)的质量会使反应速率增大B A 项,体积减小,容器内气体的压强增大,反应速率增大,故错误。C 项,保持体积不变,充入少量氦气使体系压强增大,但反应气体的浓度不变,所以反应速率不变,故错误。D 项,改变固体的量不能改变化学反应速率,故错误。教师独具在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)当 m、n、p、q 为任意整数时,不能作为达到平衡标志的是( )A体系的压强不再改变B体系的温度不再改变C各组分的浓度不再改变D各组分的质量分数不再改变A 平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变,则各组分的

17、质量分数不再改变,C、D 正确;间接标志是体系的温度不再改变,故 B 正确;但因mn 与 pq 的相对大小不确定,故 A 无法确定。若 mnpq,则压强始终不变化,则 A 不能作为达到平衡的标志,因此选 A。二、非选择题(本题包括 6 小题,共 52 分)17(6 分) 化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一。某同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化。 【导学号:43722131】请回答下列问题:(1)实验中发现,反应后中的温度升高;中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是_热反应,Ba(OH) 28H2O 与 NH4Cl 的反应是_热反应。反应过程_(填“”或“”)的能量变化可

18、用下图表示。(2)中发生反应的离子方程式是_;在该反应中,作为还原剂的物质是_(填化学式)。【答案】 (1)放 吸 (2)6H 2Al= =2Al3 3H 2 Al18(12 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 末达到平衡,此时测得 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 molL1 min1 。计算: 【导学号:43722132】(1)平衡时 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)

19、化学方程式中 n 值为_。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:v(A)5 molL 1 min 1v(B) 6 molL 1 min1v(C) 4.5 molL 1 min1v(D)8 molL 1 min 1其中反应速率最快的是_(填编号)。【解析】 (1)A(g)2B(g) 3C(g)nD(g)起始 4 mol 6 mol转化 1 mol 2 mol 3 mol5 min 末 3 mol 4 mol 3 molc(A) 1.5 mol/L。nV(2)v(B) 0.2 molL 1 min1 。nVt 2 mol2 L5 min(3)根据同一反应中、同一时间段内,各物质的反应速率之

20、比等于计量数之比;所以 v(B)v(D) 0.2 molL 1 min1 0.2 molL 1 min1 2n,n2。(4)把所有速率都换算成 A 的反应速率;v(A)5 molL 1 min 1由 v(B)6 molL 1 min1 知,v(A)3 molL 1 min1由 v(C)4.5 molL 1 min1 知,v(A)1.5 molL 1 min1由 v(D)8 molL1 min1 知,v(A)4 molL 1 min1故选。【答案】 (1)1.5 molL1 (2)0.2 molL 1 min1 (3)2 (4)19(10 分) 某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在

21、100 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( 标准状况下的累计值): 【导学号:43722133】时间 /min 1 2 3 4 5氢气体积/mL 50 120 232 290 310(1)哪一时间段(指 01、12、23、34、45 min)反应速率最大?_,原因是_。(2)哪一时间段的反应速率最小_,原因是_。(3)求 23 min 时间段以盐酸的浓度变化表示的该反应速率是_。(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:A蒸馏水、B NaCl 溶液、CNaNO 3 溶液、DCuSO 4 溶液、

22、E.Na2CO3 溶液,你认为可行的是 _。【解析】 (1)由表中的数据知,反应速率在 23 min 时最大,原因是 Zn与 HCl 反应放热,使溶液的温度升高。(2)由表中的数据知,反应速率在 45 min 时最小,原因是随着反应的进行,c(H )减小。(3)n(H2) 0.005 mol,0.112 L22.4 Lmol 1Zn2HCl= =ZnCl2H 20.01 mol 0.005 mol则 c 0.1 molL 10.01 mol0.1 Lv(HCl) 0.1 molL 1 min1 。ct 0.1 molL 11 min(4)加入 C,H 和 NO 与 Zn 反应不产生 H2;加入

23、 D,Cu 2 与 Zn 反应生 3成的 Cu 会和 Zn 组成原电池,使生成 H2 的速率加快;加入 E,CO 消耗23H ,使生成的 H2 减少。【答案】 (1)2 3 min 该反应是放热反应,此时温度升高(2)45 min 此时 H 浓度减小(3)0.1 molL1 min1 (4)A、B20(7 分) 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极分别是 Ag2O 和 Zn,电解质溶液为 KOH 溶液,电极反应式为Zn2OH 2e =Zn(OH)2,Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 。 【导学号:43722134】根据上述反应式,完成下列题目。(1)判断下列叙述中正

24、确的是_。A在使用过程中,电解质 KOH 不断被消耗B使用过程中,电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极CZn 是负极,Ag 2O 是正极DZn 电极发生还原反应,Ag 2O 电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式:_。(3)使用时,负极区的 c(OH )_(填“增大” “减小”或“不变” ,下同),正极区的 c(OH )_,电解质溶液的 c(OH )_。【解析】 由正、负电极反应式可知:Zn 电极为负极,发生氧化反应,负极区 c(OH )减小,Ag 2O 为正极,发生还原反应,正极区 c(OH )增大;使用时电子由 Zn 极流向 Ag2O 极,正、负极反应式相加可得总反应式为ZnAg

25、2O H2O=Zn(OH)22Ag,故电解质 KOH 未被消耗,电解质溶液的c(OH )不变。【答案】 (1)C(2)ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag(3)减小 增大 不变21(9 分)(1)下列关于充电电池、干电池的叙述合理的是( ) 【导学号:43722135】干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 锌锰干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器 充电电池可以无限制地反复放电、充电 充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行(2)铅蓄电池中,正极材料为 PbO2,负极材料为 Pb,放电时其负极反应式为_。(3)原电池在 NaOH 溶液介质中,铝为负极,其负极反应式

26、为_。(4)一电池反应的离子方程式是 ZnCu 2 =Zn2 Cu,该反应的原电池正极、负极和电解液是_。【解析】 (1)干电池可以实现化学能向电能的转化,但不能完成电能向化学能的转化;锌锰干电池长时间连续使用时因为消耗 Zn 且生成水,内装糊状物可能流出腐蚀电器;充电电池也有使用寿命,不可能无限制地反复放电、充电;充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行。(2)铅蓄电池放电时其负极反应式为 PbSO 2e =PbSO4。24(3)原电池在 NaOH 溶液介质中,铝为负极,铝失去电子,且溶液呈碱性,则其负极反应式为 Al4OH 3e =AlO 2H 2O。 2(4)由电池总式 ZnCu 2 =Zn

27、2 Cu 知:原电池负极是 Zn,正极是比 Zn不活泼的金属或 C,电解液是含 Cu2 的电解质溶液。【答案】 (1)(2)PbSO 2e =PbSO424(3)Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2(4)正极为 Cu 或碳棒;负极为 Zn;电解液是 CuSO4 溶液或 CuCl2 溶液(其它合理答案也可)22(8 分)(1)由 A、B、C、D 四种金属按表中装置进行实验。【导学号:43722136】装置现象金属 A 不断溶解C 的质量增加A 上有气体产生根据实验现象回答下列问题:装置甲中负极的电极反应式为_(生成二价阳离子) 。装置乙中正极的电极反应式为_。四种金属活动性由强到弱的顺序是

28、_。(2)在一定温度下,反应 2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)达到平衡时,n(SO 2)n(O2)n(SO 3)234。缩小体积,再次达到平衡时,n(O 2)0.8 mol,n(SO 3)1.4 mol,下列说法正确的是_(填字母)。A再次达到平衡时,SO 2 为 0.4 molB缩小体积,再次达到平衡过程中,v(正)v(逆)C使用催化剂对反应速率影响不大D工业上一般采用增加 SO2 浓度的方法提高 O2 的转化率【解析】 (1)根据装置甲及所对应的现象可知活动性:A B,A 作负极,负极反应为 A2e =A2 ;根据装置乙及所对应的现象可知活动性:BC,C 作正极,正极反应为 Cu

29、2 2e =Cu;根据装置丙及所对应的现象可知活动性:DA,A 作正极,正极反应为 2H 2e =H2。综上可知活动性:DABC。(2)设平衡时 n(SO2)、n(O 2)、n(SO 3)分别为 2x、3x、4x,变化的氧气的物质的量为 y,达新平衡时 n(SO2)为 z,则2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)平 1 2x 3x 4x变 2y y 2y平 2 z 0.8 mol 1.4 mol根据题设条件,可得 z2y2x;0.8 moly3x;4x2y 1.4 mol,解得x0.3 mol,y 0.1 mol,z0.4 mol。第一次平衡时,SO 2 为 0.6 mol,O 2 为 0.9 mol,SO 3 为 1.2 mol,缩小体积,再次达到平衡时,SO 2 为 0.4 mol,O 2 为 0.8 mol,SO 3 为 1.4 mol,可见再次达到平衡过程中,SO 2、O 2 物质的量都在减少,SO3 物质的量增加,平衡向正反应方向移动,故 v(正)v(逆)。催化剂能加快该反应速率,工业上一般采用增加廉价的 O2 浓度提高 SO2 的转化率。【答案】 (1)A2e =A2 Cu 2 2e =Cu DABC (2)A、B