2022年高一化学同步练习《专题2化学反应与能量转化综合检测(苏教版必修2).docx

化学反响与能量转化
一、单项选择题(此题包括10小题，每题2分，共20分。每题只有一个选项符合题意)
1．人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代〞过渡至“太阳能文明时代〞(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济〞和“低碳生活〞。以下说法不正确的选项是(　　)
A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料
B．开展太阳能经济有助于减缓温室效应
C．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D．目前研究菠菜蛋白质“发电〞不属于“太阳能文明〞

2．以下措施不符合节能减排的是(　　)
A．大力开展火力发电，解决电力紧张问题
B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏
D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气
解析：选A。节能减排就是减少化石燃料的直接燃烧，如煤和石油等，开发利用太阳能、风能、潮汐能、核能等能源。因此A项中大力开展火力发电不符合节能减排的要求。
3．以下变化过程需要吸收能量的是(　　)
A．2H2＋O2===2H2O
B．CaO＋H2O===Ca(OH)2
C．Cl＋Cl―→Cl2
D．H2―→H＋H
解析：选D。A、B两项是化合反响，是释放能量的化学反响。C项Cl＋Cl―→Cl2，形成化学键要释放能量。D项破坏旧化学键要吸收能量。
4．以下说法正确的选项是(　　)
A．2HIH2＋I2和H2＋I22HI是可逆反响
B．在可逆反响中，使用催化剂可以同等程度的改变正、逆反响速率
C．任何可逆反响的反响限度都相同
D．在可逆反响中，使用催化剂会增大正反响速率，减小逆反响速率
解析：选B。A选项中两反响的条件不同，不是可逆反响，故A错；B选项中，催化剂对正、逆反响速率的影响是同时同倍数的，B正确，D错；不同的可逆反响，进行的程度不同，即反响的限度是不同的，C错。
5．(2022年镇江高一检测)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。那么以下热化学方程式中正确的选项是(　　)
A.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋267 kJ·mol－1
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－133.5 kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋534 kJ·mol－1
D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534 kJ·mol－1
解析：选D。在热化学方程式中，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热，A、C错误；热化学方程式中的化学计量数仅表示物质的量，0.25 mol N2H4(g)燃烧放热133.5 kJ，故1 mol N2H4(g)燃烧放热(4×133.5) kJ，即534 kJ，D正确，B错误。
6．反响A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，在四种不同的情况下的反响速率分别为：
①v(A)＝0.15 mol·(L·s)－1
②v(B)＝0.6 mol·(L·s)－1
③v(C)＝0.3 mol·(L·s)－1
④v(D)＝0.2 mol·(L·s)－1
该反响进行最快的是(　　)
A．①　B．②
C．③ D．④
解析：选B。假设以物质A为标准，将②③④三种情况下的v(B)、v(C)、v(D)分别换算成用A物质的浓度变化所表示的化学反响速率v(A)。那么②中，v(A)＝0.2 mol·(L·s)－1，③中，v(A)＝0.15 mol·(L·s)－1，④中v(A)＝0.1 mol·(L·s)－1，故反响进行最快的是②。
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
解析：选A。升高温度，反响速率加快，与反响是吸热反响、放热反响无关。
8．对于反响以下判断正确的选项是(　　)
A．2 mol SO2和足量的O2反响，必生成2 mol SO3
B．平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2
C．平衡时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍
D．平衡时SO2的浓度必为O2浓度的2倍

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：选C。选项A中Zn－Mn干电池中作负极的是Zn，石墨作电池的正极只起导电作用，被消耗的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能；选项D中太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅。
10．在恒温、恒容的密闭容器中进行反响A(g)===B(g)＋C(g)，假设反响物的浓度由2 mol·L－1降到0.8 mol·L－1需要20 s，那么反响物浓度再由0.8 mol·L－1降到0.2 mol·L－1所需要的时间为(　　)
A．10 s　B．大于10 s
C．小于10 s D．无法判断
解析：选B。化学反响进行过程中，反响物不断被消耗，浓度逐渐降低，反响速率逐渐变慢。
二、不定项选择题(此题包括5小题，每题4分，共20分。每题有一个或两个选项符合题意)
11．对于以下反响：A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当以下物理量不再发生变化时就可确定反响一定到达平衡状态的是(　　)
A．容器的体积不再发生变化
B．B的生成速率和D的反响速率之比为3∶1
C．混合气体的密度不随时间变化
D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
解析：选C。方程式两边气体物质的化学计量数之和相等，所以无论反响是否平衡，容器的体积均不改变，A项中的说法不能说明反响到达平衡状态。B项中的D的反响速率没有明确是生成速率还是消耗速率，因此，也不能说明反响一定到达平衡状态。平衡时B、C、D的分子个数之比不一定等于3∶2∶1，D项中的说法也不能说明反响到达平衡状态。
12．(2022年徐州高一检测)如下列图的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02 mol电子，假设不考虑溶液体积的变化，那么以下表达中正确的选项是(　　)
A．产生气体的体积：(1)<(2)
B．电极上析出物质的质量：(1)>(2)
C．溶液pH的变化：(1)增大，(2)减小
D．电极反响式：(1)中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，(2)中负极：2H＋＋2e－===H2↑
解析：选AB。根据电子转移量相等，(1)中阴极析出0.01 mol Cu，阳极产生0.005 mol O2，而(2)中正极产生0.01 mol H2，前者析出物质的质量大，所以B正确。
13．1905年德国化学家哈伯创造了合成氨的方法，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在20—50 MPa的高压和500 ℃的高温下，用铁作催化剂，且氨转化率为10%—15%。2005年6月27日美国化学会刊报道，美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。用transFe(DMeOPrPE)2Cl2作催化剂，在常温常压下合成出氨，反响可表示为有关说法正确的选项是(　　)
A．不同的催化剂对化学反响速率影响均相同
B．新法合成氨与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具开展前景
C．新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
D．哈伯法合成氨与新法合成氨都是放热反响
解析：选BD。不同的催化剂催化机理不同，效果也不同，但在其他条件相同时，转化率是一样的，故A选项不正确；B、D选项显然正确；C选项不正确，新法合成氨实际上是降低了反响所需的能量，旧化学键要断裂，新化学键也同时生成，反响的本质与催化剂无关，它们都是放热反响。
14．(2022年无锡高一检测)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来，以下列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，有关说法正确的选项是(　　)
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳粒和炭棒上发生的反响为：O2＋4e－===2O2－
C．炭棒应与玩具电机的正极相连
D．该电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻
解析：选AC。 在原电池工作时，活泼金属铝作负极，电极反响式为：Al－3e－===Al3＋，炭棒作正极，电极反响式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由此可知炭棒和碳粒的质量不会改变。由于炭棒作正极，因此应与玩具电机的正极相连。
15.
(2022年高考广东卷)某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。以下表达不正确的选项是(　　)
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反响为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
解析：选D。铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；B项构成原电池，铜片为正极，B正确；C项中无论a和b是否连接，都有铁被氧化生成亚铁离子，故C正确；D项中铜离子应移向铁电极，故D错误。
三、非选择题(此题包括5小题，共60分)
16．(7分)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反响：4X(g)＋5Y(g)===nZ(g)＋6W(g)；2 min末已生成0.3 mol W，假设测知以Z的浓度变化表示的反响速率为0.05 mol·(L·min)－1。试计算：前2 min内用X的浓度变化表示的平均反响速率为____________________；2 min末时Y的浓度为________________；化学方程式中n的值是________。
解析：Δn(Z)＝v(Z)×Δt×V＝0.05 mol·(L·min)－1×2 min×2 L＝0.2 mol
初始物质的量/mol 0.4 0.6 0 0
变化物质的量/mol 0.2 0.25 0.2 0.3
终态物质的量/mol 0.2 0.35 0.2 0.3
v(X)＝＝＝0.05 mol·(L·min)－1
c(Y)＝＝＝0.175 mol·L－1
化学反响中的化学计量数之比等于反响中参加反响的物质的变化量之比，即＝，n＝4。
答案：0.05 mol·(L·min)－1　0.175 mol·L－1　4
17．(11分)某实验的实验装置如下列图，答复以下有关该实验的问题。
(1)该实验所用的石墨棒须经过预处理；先经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。这种预处理的目的是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在实验的全过程中能量的主要转化形式是____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：此题把电解池和原电池结合在一起，所以在做题时要理清楚每个过程中具体的反响原理。具体过程是：开始是关闭S1电解产生氢气和氧气，等石墨棒吸附了一定的气体后，翻开S1，关闭S2，构成氢气和氧气的燃料电池。
答案：(1)使石墨棒外表变得粗糙，有利于吸附气体
(2)关闭S1，电解一段时间后，翻开S1，关闭S2
(3)电能→化学能→电能(或电能→化学能→电能→光能)
18．(13分)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)外表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。
试答复以下问题：
(1)分解海水时，实现了从________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，实现________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反响属于________反响(填“放热〞或“吸热〞)。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反响分别为：
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极：O2＋4e－===2O2－那么A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入〞或“流出〞)。
(3)有人以化学反响：2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为根底设计出一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。那么原电池的负极材料是________，发生的电极反响为___________________________________________________________________。
解析：(1)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。(2)A极是失去电子发生氧化反响的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。
答案：(1)太阳　化学　催化剂　化学　电　H—O　吸热　(2)负　流出　(3)锌　2Zn－4e－===2Zn2＋
19．(14分)(2022年无锡高一检测)如下列图是表示两种溶液进行电解的装置：
电极A由金属R制成，R的硫酸盐的化学式为RSO4，B、C、D都是Pt，P和Q是电池的两极，电路接通后，R沉积于电极B上，同时电极C、D上产生气泡。
(1)电池的正极是________。
(2)A电极上的反响式是____________________________________________________。
(3)罩在电极C、D上的两试管中收集到气体的体积比是________。
(4)当电流强度为2 A，通电3 min 13 s后，电极B上生成金属R 0.127 g。1 mol电子的电量为96500 C，那么R的相对原子质量为________，它是________(填元素符号)。
(5)将P和Q变换位置接线，使电流方向反过来，电流强度为2 A,5 min后在B极上看到了__________________、________________两种现象。
解析：(1)电路接通后，R沉积于电极B上，所以B极是电解池的阴极，A极是电解池的阳极，P是电源的正极，Q是电源的负极。(2)电极A由金属R制成，所以A极发生反响R－2e－===R2＋。(3)C、D电极都是Pt，电解硫酸溶
液，C、D分别是电解池的阳极和阴极，分别放出O2、H2，它们的体积比为1∶2。(4)根据Q＝It＝2 A×(3×60＋13)s＝386 C，电极B上生成金属R 0.127 g，那么2×0.127 g÷M×96500 C/mol＝386 C，M＝63.5 g/mol，R的相对原子质量为63.5，它是Cu。(5)将P和Q变换位置接线后，B极成为电解池的阳极，在前3 min 13 s原来析出的Cu发生反响Cu－2e－===Cu2＋而溶解，后1 min 47 s发生反响4OH－－4e－===2H2O＋O2↑而产生氧气。
答案：(1)P　(2)R－2e－===R2＋　(3)1∶2　(4)63.5　Cu　(5)金属R(Cu)溶解　B极上有气泡逸出
20．(15分)现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大。A与D、C与E分别同主族，D、E、F同周期；A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A与C形成的化合物常温下均为液态，A分别与E、F形成的气体分子电子总数相等。
请答复以下问题：
(1)元素B在周期表中的位置是_______________________________________________，
元素D的原子结构示意图为________。
(2)A2C比A2E沸点高的原因是________________________________________________。
(3)在一定条件下，A、C的单质和A、C、D形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池正极的电极反响式为________________________，负极的电极反响式为______________________，该电池在放电过程中，电解质溶液的pH将________(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。
(4)化合物B2A4和B2C4的液体曾被用作火箭推进剂，燃烧反响的生成物是一种气态单质和一种化合物，它们对环境无污染。1 mol B2A4与B2C4完全反响生成两种气体时放出热量516.8 kJ，那么该反响的热化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据题中给出信息可推知A、B、C、D、E、F六种元素分别为H、N、O、Na、S、Cl。H2O分子间有氢键，所以沸点比H2S高；氢氧燃料电池在碱性条件下的电极反响为：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，反响过程中生成H2O，使c(OH－)降低，pH变小。
答案：(1)第2周期第ⅤA族　
(2)H2O分子间存在氢键而H2S分子间不能形成氢键
(3)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋4OH－－4e－===4H2O　减小
(4)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1033.6 kJ·mol－1