章末综合测评(二) 化学反应与能量
(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、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(E1－E3)
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(E2－E3)
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E1－E3，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反应的始态和终态有关，即放出E1－E2。]
3．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( )
【导学号：43722125】
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量
C．SO2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
12
[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
B．1 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(H—H)＝180 kJ＋2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)
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：H2OH＋＋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能量；B项，正确的关系式是E(H—H)＝2E(H—Cl)－E(Cl—Cl)－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
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
B [阴离子向负极移动，c为负极，d为正极，故SO向c移动。]
6．iPhone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Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法正确的是( )
【导学号：43722126】
A．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
B．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．电池内部产生的MnO向锂电极移动
D．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，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
12
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2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
C [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2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，据此可再写出其电极反应：(负极)2Li－2e－===2Li＋，(正极)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，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( )
A．X可以是银或石墨
B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极
D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
B [由电池反应2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2＋可知，铜作负极，电极反应为Cu－2e－===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：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
Y极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O
下列判断正确的是( )
A．X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 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】
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸
12
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；增大固体的表面积可以加快反应速率。]
11．反应SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3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/(L·s)，则这段时间为( )
A．0.1 s B．2.5 s
C．5 s D．10 s
C [v(O2)＝0.04 mol/(L·s)，则v(SO3)＝0.08mol/(L·s)，由t＝Δc(SO3)/v(SO3)代入数据计算得t＝5 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)＋H2O(g)CO(g)＋H2(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】
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O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 H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O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( )
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)
恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)高温,CO2(g)＋CaO(s)
恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)
反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
D [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NO2和N2O4
12
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)＋N2(g)2NH3(g)，如果开始时加入的物质的物质的量之比是n(H2)∶n(N2)＝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(N2)＝3∶1，因此，n(H2)∶n(N2)＝3∶1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．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．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：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A．c(Z)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y2)＝0.5 mol·L－1
C．c(X2)＝0.2 mol·L－1 D．c(Y2)＝0.6 mol·L－1
B [若反应向正反应方向进行，0.1 mol·L－1X2与0.3 mol·L－1Y2完全转化可生成0.2 mol·L－1Z，这表明平衡时Z的浓度应小于0.4 mol·L－1；若反应向逆反应方向进行，0.2 mol·L－1Z全部分解转化生成0.1 mol·L－1X2和0.3 mol·L－1Y2，这表明平衡时X2的浓度应小于0.2 mol·L－1，Y2的浓度应小于0.6 mol·L－1。]
16．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(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(H2O)逆
C．保持体积不变，充入少量He气体使体系压强增大，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( )
12
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m＋n与p＋q的相对大小不确定，故A无法确定。若m＋n＝p＋q，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①中的温度升高；②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是________热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________热反应。反应过程________(填“①”或“②”)的能量变化可用下图表示。
(2)①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 ① (2)6H＋＋2Al===2Al3＋＋3H2↑ Al
18．(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 mol·L－1·min－1。
计算：
12
【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)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：
①v(A)＝5 mol·L－1·min－1
②v(B)＝6 mol·L－1·min－1
③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1
④v(D)＝8 mol·L－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 mol
5 min末 3 mol 4 mol 3 mol
c(A)＝＝1.5 mol/L。
(2)v(B)＝＝＝0.2 mol·L－1·min－1。
(3)根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比；
所以v(B)∶v(D)＝0.2 mol·L－1·min－1∶0.2 mol·L－1·min－1＝2∶n，n＝2。
(4)把所有速率都换算成A的反应速率；
①v(A)＝5 mol·L－1·min－1
②由v(B)＝6 mol·L－1·min－1知，
v(A)＝3 mol·L－1·min－1
③由v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1知，
v(A)＝1.5 mol·L－1·min－1
④由v(D)＝8 mol·L－1·min－1知，
v(A)＝4 mol·L－1·min－1
故选①。
【答案】 (1)1.5 mol·L－1 (2)0.2 mol·L－1·min－1 (3)2 (4)①
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】
12
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0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 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2～3 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、C．NaNO3溶液、D．CuSO4溶液、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2～3 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4～5 min时最小，原因是随着反应的进行，c(H＋)减小。
(3)n(H2)＝＝0.005 mol，
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
0.01 mol 0.005 mol
则Δc＝＝0.1 mol·L－1
v(HCl)＝＝＝0.1 mol·L－1·min－1。
(4)加入C，H＋和NO与Zn反应不产生H2；加入D，Cu2＋与Zn反应生成的Cu会和Zn组成原电池，使生成H2的速率加快；加入E，CO消耗H＋，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)4～5 min 此时H＋浓度减小
(3)0.1 mol·L－1·min－1 (4)A、B
20．(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Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
【导学号：43722134】
根据上述反应式，完成下列题目。
12
(1)判断下列叙述中正确的是________。
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
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O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，Ag2O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Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，故电解质KOH未被消耗，电解质溶液的c(OH－)不变。
【答案】 (1)C
(2)Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
(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】
①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 ②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 ③充电电池可以无限制地反复放电、充电 ④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，其负极反应式为
____________________________________________________________。
(4)一电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===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Pb＋SO－2e－===PbSO4。
(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Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。
(4)由电池总式Zn＋Cu2＋===Zn2＋
12
＋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)②④
(2)Pb＋SO－2e－===PbSO4
(3)Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
(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：
①装置甲中负极的电极反应式为________________________________
(生成二价阳离子)。
②装置乙中正极的电极反应式为
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
③四种金属活动性由强到弱的顺序是________。
(2)在一定温度下，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡时，n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶3∶4。缩小体积，再次达到平衡时，n(O2)＝0.8 mol，n(SO3)＝1.4 mol，下列说法正确的是________(填字母)。
A．再次达到平衡时，SO2为0.4 mol
B．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A－2e－===A2＋；根据装置乙及所对应的现象可知活动性：B＞C，C作正极，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；根据装置丙及所对应的现象可知活动性：D＞A，A作正极，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。综上可知活动性：D＞A＞B＞C。
(2)设平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2x、3x、4x，变化的氧气的物质的量为y
12
，达新平衡时n(SO2)为z，则
12
2SO2(g)＋O2(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z＋2y＝2x；0.8 mol＋y＝3x；4x＋2y＝1.4 mol，解得x＝0.3 mol，y＝0.1 mol，z＝0.4 mol。第一次平衡时，SO2为0.6 mol，O2为0.9 mol，SO3为1.2 mol，缩小体积，再次达到平衡时，SO2为0.4 mol，O2为0.8 mol，SO3为1.4 mol，可见再次达到平衡过程中，SO2、O2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)①A－2e－===A2＋ ②Cu2＋＋2e－===Cu ③D＞A＞B＞C (2)A、B
12
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