2019_2020学年高中化学第二章化学反应与能量单元质量检测二含解析新人教版必修2.doc

单元质量检测(二)
一、选择题 (本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．[2019·山东烟台期中]下列说法正确的是(　　)
A．化学键的变化必然会引起能量变化，所以能量变化也一定会引起化学变化
B．所有化学变化的能量都可以通过原电池转化为电能
C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D．化学变化一定会引起物质种类的变化，所以反应体系内物质种类变化一定是发生化学变化
解析：能量变化不一定会引起化学变化，如物质的三态变化是物理变化，A项错误；只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，B项错误；物质种类发生变化不一定是发生了化学变化，D项错误。
答案：C
2．[2019·北京东城区高二期末]下列电池不属于化学电池的是(　　)
A
B
C
D
铜蓄电池
太阳能电池
锌锰电池
镍镉电池

解析：铅蓄电池、锌锰电池、镍镉电池都是将化学能转化为电能的装置，属于化学电池，太阳能电池将太阳能转化为电能，不属于化学电池，B项正确。
答案：B

3.[2019·湖南长沙长郡中学期中]下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是 (　　)
A．锌粒和稀硫酸反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在空气中燃烧的反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析：由图像可知，反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应是吸热反应。A、C两项反应为放热反应，不符合题意；D项反应为吸热反应，但不是氧化还原反应，不符合题意；B项反应既是氧化还原反应又是吸热反应，符合题意。
答案：B
4．合成氨反应为N2＋3H22NH3，下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中表示同一反应速率的是(　　)
①v(N2)＝0.03 mol·L－1·min－1
②v(NH3)＝0.09 mol·L－1·min－1
③v(H2)＝0.045 mol·L－1·min－1
④v(H2)＝0.135 mol·L－1·min－1
A．①②③　B．①③
C．①②④ D．②④
解析：根据同一个化学反应中，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，v(N2):v(H2) :v(NH3)＝1:3:2，故D项正确。
答案：D
5．在容积一定的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．N2的浓度为0.2mol·L－1，H2的浓度为0.6 mol·L－1
B．N2的浓度为0.15 mol·L－1
C．N2、H2的浓度均为0.18 mol·L－1
D．NH3的浓度为0.4mol·L－1
解析：反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。若N2的浓度为0.2 mol·L－1，H2的浓度为0.6 mol·L－1，则体系中不再含有NH3，A项错误；N2的浓度为0.15 mol·L－1，N2的浓度变化量为0.05 mol·L－1，则NH3的浓度变化量为0.1 mol·L－1，体系中还剩余NH3，符合可逆反应的特点，反应平衡时可能存在该数据，B项正确；由于在某时刻N2、H2的浓度比是1:3，反应中二者的浓度变化量之比也是1:3，因此不可能过一段时间后二者浓度均为0.18 mol·L－1，C项错误；若NH3的浓度为0.4 mol·L－1，则容器中不再含有氮气和氢气，不符合可逆反应的特点，D项错误。
答案：B
6．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
①平衡时，v正(O2)＝v逆(O2)必成立
②关系式5v正(O2)＝4v逆(NO)总成立
③用上述四种物质NH3、O2、NO、H2O表示的正反应速率的数值中，v正(H2O)最大
④若投入4 mol NH3和5 mol O2，通过控制外界条件，必能生成4 mol NO
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，即同一种物质的消耗速率和生成速率相等，①正确；在题给化学反应中，有v(NH3) :v(O2) :v(NO) :v(H2O)＝4:5:4:6，所以4v正(O2)＝5v逆(NO)，v正(H2O)的数值最大，②错误，③正确；4 mol NH3和5 mol O2恰好完全反应则正好生成4 molNO，但是该反应为可逆反应，不可能反应完全，所以无论如何控制外界条件，都不可能生成4 mol NO，④错误。
答案：C
7．[2019·河南林州一中期中]下列各组材料和电解质溶液能组成原电池的是(　　)

选项
A
B
C
D
两极材料
Mg、Mg
Zn、Fe
金刚石、Cu
Zn、Cu
电解质溶液
稀H2SO4
乙醇
浓H2SO4
稀盐酸
解析：两个电极都为Mg时不能形成原电池，A项错误；乙醇不是电解质溶液，不能形成原电池，B项错误；金刚石不是导体，不能形成原电池，C项错误；Zn、Cu、稀盐酸组合具备构成原电池的条件，D项正确。
答案：D

8.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
C．c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
解析：A项，由电流方向知，c电极为负极，d电极为正极，溶液中的H＋在正极得电子生成氢气，正确；B项，d是正极，溶液中的阳离子移向d电极，SO向c极移动，错误；C项，c为负极，发生氧化反应，正确；D项，电池工作过程中，溶液中SO浓度基本不变，正确。
答案：B
9．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　)
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
解析：①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为①③④②，选项B正确。
答案：B
10．对于密闭容器中的可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，400 ℃、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．a点的正反应速率比b点的大
B．c点处反应达到平衡
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处的n(N2)不一样
D．d点(t1时刻)时，3v正(H2)＝v逆(N2)
解析：随着反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率逐渐减小，A项正确；c点时氨气与氢气的物质的量相等，但由于它们的物质的量还在发生变化，所以此时反应并未达到平衡，B项错误；在d点、e点由于外界条件没变，所以是同一条件下的平衡状态，氮气的物质的量相同，C项错误；d点时反应达到平衡状态，v正(H2)＝3v逆(N2)，D项错误。
答案：A
11．实验室用100 mL 1 mol·L－1盐酸与锌粉反应制备氢气，下列措施能加快反应速率的是(　　)
A．改用300 mL 1 mol·L－1盐酸
B．降低温度
C．用锌粒代替锌粉
D．滴加少量CuCl2溶液
解析：A项，盐酸浓度不变，反应速率不变，错误；B项，降低温度，反应速率减小，错误；C项，用等量锌粒代替锌粉，固体的表面积减小，反应速率减小，错误；D项，滴加少量CuCl2溶液，锌置换出的铜与锌构成了原电池，反应速率增大，正确。
答案：D
12．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是(　　)
甲500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙500 ℃，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：温度高，浓度大，且使用催化剂，反应速率最快，乙最快，其次是甲，最慢的是丙。
答案：C
13．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．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li—e－===Li＋，LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正极反应是2H＋＋2e－===H2↑，该反应的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，水既是氧化剂又是溶剂；电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动，C选项错误。
答案：C

14.[2019·重庆九校联考]一种铁—空气二次电池放电时的工作原理如图所示，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　)
A．能量由电能转变为化学能
B．a极质量不变
C．b极为电池负极
D．电子由a极经负载流向b极
解析：电池放电时，化学能转化为电能，故A项错误；a极为负极，铁失去电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，电极质量减小，故B项错误；b极为电池正极，故C项错误；a极为负极，电子由a极经负载流向b极，故D项正确。
答案：D
15．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，下列说法正确的是(　　)
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C．当0.1 mol Zn完全溶解时，转移电子个数为1.204×1024
D．电池正极反应式为2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－
解析：反应中Zn由0价→＋2价，Mn由＋4价→＋3价，故该电池的负极为锌，A项错误；MnO2在正极得电子，B项错误；当0.1 mol Zn溶解时，转移电子为0.1 mol×2×6.02×1023＝1.204×1023，C项错误；据反应中反应物、产物、结合MnO2中Mn元素得电子情况判断，D项正确。
答案：D
16．[2019·北京101中学期中]在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于容积为2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，测得生成0.8 mol D和0.4 mol C。下列判断不正确的是(　　)
A．x＝1
B．2 min时，A的浓度为0.9 mol·L－1
C．2 min内A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
D．B的转化率为60%
解析：根据三段式法计算：
　　　 3A(g)　＋　B(g)xC(g)　＋　2D(g)
起始量/mol　 3 1 0 0
变化量/mol　1.2 0.4 0.4 0.8
平衡量/mol　1.8 0.6 0.4 0.8
因为各物质的变化量之比等于化学计量数之比，所以x＝1，A项正确；2 min时，c(A)＝＝0.9 mol·L－1，B项正确；v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，C项正确；B的转化率为×100%＝40%，D项错误。
答案：D
二、非选择题 (本题包括5小题，共52分)
17．(8分)给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L－1的H2SO4溶液、导线、1 000 mL量筒。试用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。

(1)如图所示，装置气密性良好，且1 000 mL量筒中已充满水，则开始实验时，首先要
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)a电极材料为________，其电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
b电极材料为________，其电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为________。
解析：导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流动必然形成原电池，因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极，故b为纯铜片，作原电池正极，a极为负极。电极反应式分别为a极：Zn－2e－===Zn2＋，b极：2H＋＋2e－===H2↑，则转移电子为×2＝0.06 mol。
答案：
(1)用导线把a、b两电极连接起来
(2)纯锌片　Zn－2e－===Zn2＋　纯铜片　2H＋＋2e－===H2↑
(3)0.06 mol

18．(12分)请回答下列问题。
(1)从断键和成键的角度分析2H2＋O2===2H2O反应中能量的变化，化学键的键能如下表所示：

化学键
H—H
O===O
H—O
键能(kJ·mol－1)
436
496
463
则生成1 mol水可以放出热量________kJ。
(2)①原电池可将化学能转化为电能。若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，负极是________(填“Cu”或“Fe”)；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液中阳离子移向________(填“正”或“负”)极。
②质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9 g，则导线中通过的电子的物质的量是________mol。
(3)一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一容积固定为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，反应1 min时测得剩余1.8 mol A，C的浓度为0.4 mol·L－1。
①1 min内，B的平均反应速率为________，x＝________。
②若反应经2 min达到平衡，平衡时C的浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)0.8 mol·L－1。
解析：
(1)断裂2 mol H2中的化学键吸收2×436 kJ能量，断裂1 mol O2中的化学键吸收496 kJ能量，共吸收能量2×436 kJ＋496 kJ＝1 368 kJ，形成4 mol H—O键释放能量4×463 kJ＝1 852 kJ,2 mol H2在O2中燃烧生成2 mol H2O时放出的热量为1 852 kJ－1 368 kJ＝484 kJ，故H2在O2中燃烧生成1 mol H2O放出的热量为242 kJ。
(2)①原电池是将化学能转化为电能的装置，Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，Fe在浓硝酸中发生钝化，而Cu在浓硝酸中持续发生氧化还原反应，Cu失电子作负极，被氧化，正极上＋5价的N原子得到电子生成NO2；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，Zn与盐酸发生氧化还原反应，所以Ag作正极，发生还原反应，原电池中阳离子向正极移动。②Cu—Zn—CuSO4原电池中，1 mol Zn溶解失2 mol电子，生成1 mol Cu得2 mol电子，设转移电子的物质的量为x，则×65 g·mol－1＋×64 g·mol－1＝12.9 g，x＝0.2 mol。
(3)①反应1 min时测得剩余1.8 mol A，C的浓度为0.4 mol·L－1，参加反应的A的物质的量为3 mol－1.8 mol＝1.2 mol，由反应方程式可知，参加反应的B为1.2 mol×＝0.4 mol，则1 min内，v(B)＝＝0.2 mol·L－1·min－1；生成的C为0.4 mol·L－1×2 L＝0.8 mol，故1.2 mol:0.8 mol＝3:x，解得x＝2。②随着反应的进行，反应速率逐渐减小，若反应经2 min达到平衡，后1 min的平均速率小于前1 min的平均速率，前1 min内C的浓度变化为0.4 mol·L－1则后1 min内C的浓度变化小于0.4 mol·L－1，故平衡时C的浓度小于0.8 mol·L－1。
答案：(1)242
(2)①Cu　还原　正　②0.2
(3)④0.2 mol·L－1·min－1　2　②小于
19．(6分)(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。

①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：
________________________________________________________________________。
②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是
________________________________________________________________________。
(2)如图2所示是可逆反应X2＋3Y22Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是________。
A．t1时，只有正方向反应在进行
B．t2时，反应达到最大限度
C．t2～t3，反应不再进行
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
解析：
(1)从浓度变化趋势来看，X为生成物，Y为反应物。10 min时X的浓度增加了0.4 mol·L－1，Y的浓度减小了0.2 mol·L－1，故X、Y的化学计量数之比为2:1,10～25 min内，X、Y的浓度不发生变化，达到化学平衡状态，则该反应为可逆反应，化学方程式为Y2X。b、d两点处于化学平衡状态。
(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正、逆反应均在进行。根据图像可知，0～t2反应处于非平衡状态，t2后，正、逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D两项正确。
答案：(1)①Y2X　②bd　(2)BD
20．(12分)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针
偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
氢氧化钠溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
根据表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？________(填“是”或“否”)。
(2)根据实验3完成下列填空：
①铝为________极，电极反应式：
________________________________________________________________________。
②石墨为________极，电极反应式：
________________________________________________________________________。
③电池总反应化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)实验4中铝作负极还是正极？________，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：
________________________________________________________________________。
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：
________________________________________________________________________。
解析：在原电池中，一般相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。由实验1和2可知，在题中原电池中电流计指针偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中Al与NaOH能自发反应，而Mg不能，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中被钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流计指针偏向Al。
答案：(1)否
(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋
②正　6H＋＋6e－===3H2↑
③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极　Al能与NaOH溶液发生反应，而Mg不与NaOH溶液反应
Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)在浓硝酸中，Al被钝化，Zn是原电池的负极
(5)①另一个电极材料的活泼性；②电解质溶液及其氧化性
21．(14分)某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
请回答下列问题：

(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为________。
(2)反应从开始至2 min，用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)＝________。
(3)2 min后反应达到平衡，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；混合气体的密度________。
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体通入2 L的密闭容器中并发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：n(X)＝n(Y)＝n(Z)，则原混合气体中a:b＝________。
(5)下列措施能加快反应速率的是________(填序号，下同)。
A．恒压时充入He B．恒容时充入He
C．恒容时充入X D．及时分离出Z
E．升高温度 F．选择高效的催化剂
(6)下列说法正确的是________。
A．升高温度改变化学反应的限度
B．已知正反应是吸热反应，升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．化学反应的限度与时间长短无关
D．化学反应的限度是不可能改变的
E．增大Y的浓度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
解析：(1)由图像可知，0～2 min内随着反应的进行，X、Y的物质的量不断减少，X、Y为反应物，Z的物质的量不断增加，Z为生成物。由各物质转化的物质的量：X为0.3 mol，Y为0.1 mol，Z为0.2 mol，可知化学方程式中X、Y、Z的化学计量数之比为3:1:2，则化学方程式为3X＋Y2Z。
(2)反应从开始至2 min，用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
(3)在恒容、密闭容器中，混合气体的质量不变，随着反应的进行，气体的总物质的量变小，根据M＝，则2 min时反应达到平衡，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大；根据ρ＝，混合气体的体积和质量不变，混合气体的密度不变。
(4)根据上述分析，反应的化学方程式为3X＋Y2Z，根据三段式法解题，假设反应至某时刻时Y已转化n mol，
　　　　　　　3X　　＋　　Y2Z
起始量/mol a b 0
变化量/mol 3n n 2n
某时刻的量/mol a－3n b－n 2n
根据题意：b－n＝2n，b＝3n；a－3n＝2n，a＝5n，则a:b＝5:3。
(5)A项，恒压时充入He，导致气体体积增大，各物质的浓度降低，化学反应速率减慢；B项，恒容时充入He，各物质的浓度不变，化学反应速率不变；C项，恒容时充入X，导致反应物浓度增大，化学反应速率加快；D项，及时分离出Z，导致生成物浓度降低，化学反应速率减慢；E项，升高温度能加快化学反应速率；F项，选择高效的催化剂能加快化学反应速率。
(6)任何化学反应都有热效应，升高温度，平衡发生移动，所以升温能改变化学反应限度，A项正确；升高温度，正、逆反应速率均加快，B项错误；化学反应的限度与时间长短无关，C项正确；改变外界条件，例如升高温度，平衡发生移动，所以化学反应的限度是可以改变的，D项错误；增大Y的浓度，正反应速率加快，逆反应速率加快，E项错误。
答案：(1)3X＋Y2Z
(2)0.05 mol·L－1·min－1
(3)增大　不变
(4)5:3　(5)CEF　(6)AC

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