2019高中化學階段質量檢測（二）化學反應與能量新人教版.docx

化學反應與能量 (時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括10小題，每小題3分，共30分)1化學家借助太陽能產生的電能和熱能，用空氣和水作原料成功地合成了氨氣。下列有關說法正確的是()A該合成中所有的電能的熱能全部轉化為化學能B該合成氨過程不屬于氮的固定C空氣、水、太陽能均為可再生資源D斷裂N2中的NN鍵會釋放能量2.下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產生大量氣泡的是()3下列反應條件的控制中不恰當的是()A為防止鐵生銹，在其表面涂一層防銹油漆B為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火C為加快KClO3的分解速率，加入MnO2D為加快H2O2的分解速率，把反應容器放到冷水中冷卻4下列說法不正確的是()A原電池負極被氧化B任何化學反應都能設計成原電池C化學反應的速率和限度均可通過改變化學反應條件而改變D化學反應達到平衡狀態(tài)時，只要條件不改變，各物質的濃度就不再改變5(2016廣州高一檢測)已知反應AB=CD的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A該反應為放熱反應B該反應吸收的能量為(E1E2)C反應物的總能量高于生成物的總能量D該反應只有在加熱條件下才能進行6下列措施對增大反應速率明顯有效的是()ANa與水反應時增大水的用量BFe與稀硫酸反應制取氫氣時，改用濃硫酸C在K2SO4與BaCl2兩溶液反應時，加入少量氯化鈉固體D將鋁片改為鋁粉，做鋁與氧氣反應的實驗7下列說法中不正確的是()任何化學反應都伴有能量變化根據能量守恒定律，反應物的總能量等于生成物的總能量化石燃料在燃燒過程中能產生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體煤轉化為煤氣后燃燒，可以提高燃燒效率等質量的氫氣燃燒生成水蒸氣所放出的熱量低于生成液態(tài)水所放出的熱量等質量的硫蒸氣和硫粉分別與氧氣反應生成SO2氣體，硫粉放出的熱量多ABC D8已知：1 mol H2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量，1 mol I2蒸氣中化學鍵斷裂時需要吸收151 kJ的能量，由H原子和I原子形成1 mol HI分子時釋放299 kJ的能量。下列判斷不正確的是()AI2蒸氣比H2分子穩(wěn)定B2 mol HI(g)發(fā)生分解反應吸收11 kJ熱量CHI與NaOH反應屬于放熱反應D0.5 mol H2(g)與0.5 mol I2(g)完全反應釋放出5.5 kJ 熱量9在密閉容器中進行反應：X2(g)3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是()Ac(Z)0.5 mol/LBc(Y2)0.5 mol/LCc(X2)0.2 mol/L Dc(Y2)0.6 mol/L10如圖是氫氧燃料電池驅動LED發(fā)光的裝置。下列有關敘述正確的是()A氫氧燃料電池中OH向b極移動B該裝置中只涉及兩種形式的能量轉化C電池正極電極反應式為O22H2O4e=4OHDP型半導體連接的電池負極二、非選擇題(本題共5小題，共70分)11(11分)(2016山東聊城高一檢測)氫氣是未來最理想的能源，科學家最近研制出利用太陽能產生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術2H2O2H2O2。制得的氫氣可用于燃料電池。請完成下列問題：(1)太陽光分解海水時，實現了從_能轉化為_能，二氧化鈦作_。(2)生成的氫氣，用于燃料電池時，實現_能轉化為_能。水分解時，斷裂的化學鍵有_鍵，分解海水的反應屬于_(填“放熱”或“吸熱”)反應。(3)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，A極上發(fā)生的電極反應式為H2O22e=H2O，則A極是電池的_極；電子從該極_(填“流入”或“流出”)，另一電極的電極反應式為_。12(12分)(2016山東濰坊高一檢測)工業(yè)合成氨反應：N23H22NH3是一個放熱的可逆反應，反應條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1 mol HH 鍵、1 mol NH鍵、1 mol NN鍵放出的能量分別為436 kJ、391 kJ、946 kJ。則：(1)若1 mol N2完全反應生成 NH3可_(填“吸收”或“放出”)熱量_kJ。(2)如果將1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反應，放出的熱量總小于上述數值，其原因是_。(3)實驗室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為 2 L 的密閉容器內，反應經過10 min后，生成10 mol NH3，則用N2表示的化學反應速率為_mol/(Lmin)。(4)一定條件下，當合成氨的反應達到化學平衡時，下列說法正確的是_。a正反應速率和逆反應速率相等b正反應速率最大，逆反應速率為0cN2的轉化率達到最大值dN2和H2的濃度相等eN2、H2和NH3的體積分數相等f反應達到最大限度13(12分)(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。在下面方框中畫出裝置圖，并標明各部分材料名稱。鋅片上發(fā)生的電極反應_；銀片上發(fā)生的電極反應_。(2)若該電池中兩電極的總質量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47 g，試計算：產生氫氣的體積(標準狀況下)為_。通過導線的電量為_(已知NA6.021023 mol1，電子電荷為1.601019C)。14(18分)某同學設計如圖三個實驗方案以探究某反應是放熱反應還是吸熱反應：方案一：如圖1，在小燒杯里放一些除去氧化鋁保護膜的鋁片，然后向燒杯里加入 10 mL 2 mol/L稀硫酸，再插入一支溫度計，溫度計的溫度由20 逐漸升至75 ，隨后，溫度逐漸下降至30 ，最終停留在20 。方案二：如圖2，在燒杯外底部用熔融的蠟燭粘一塊小木片，在燒杯里加入10 mL 2 mol/L硫酸溶液，再向其中加入氫氧化鈉溶液，片刻后提起燒杯，發(fā)現小木片脫落下來。方案三：如圖3，甲試管中發(fā)生某化學反應，實驗前U形管紅墨水液面相平，在化學反應過程中，通過U形管兩側紅墨水液面高低判斷某反應是吸熱反應還是放熱反應。序號甲試管里發(fā)生反應的物質U形管里紅墨水液面氧化鈣與水左低右高氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體(充分攪拌)？鋁片與燒堿溶液左低右高銅與濃硝酸左低右高根據上述實驗回答相關問題：(1)鋁片與稀硫酸的反應是_(填“吸熱”或“放熱”)反應，寫出該反應的離子方程式：_。(2)方案一中，溫度升至最大值后又下降的原因是_。(3)方案二中，小木片脫落的原因是_，由此得出的結論是_。(4)方案三中，如果甲試管里發(fā)生的反應是放熱反應，則U形管里紅墨水液面：左邊_(填“高于”“低于”或“等于”)右邊。(5)由方案三的現象得出結論：組物質發(fā)生的反應都是_(填“吸熱”或“放熱”)反應，如果放置較長時間，可觀察到U形管里的現象是_。(6)方案三實驗的U形管中的現象為_，說明反應物的總能量_(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的總能量。15(17分)某研究性學習小組探究如下實驗：在常溫下，取兩片質量相等、外形和組成相同且表面經過砂紙打磨完全去掉氧化膜的鋁片，分別加入盛有相同體積、H濃度相同的稀硫酸和稀鹽酸的兩支大小相同的試管中，發(fā)現鋁片在稀鹽酸中產生氫氣的反應速率比在稀硫酸中的快。查閱相關資料后得知：化學反應速率主要由參加反應的物質的性質決定，其次是外界因素的影響。(1)寫出以上反應的離子方程式_。(2)出現上述現象的原因可能：假設對鋁與H的反應有抑制作用；假設_。(3)請設計實驗對上述假設進行驗證：_；_。(4)如果上述假設都成立，要使上述稀硫酸與鋁反應產生氫氣的速率加快，可以采取的措施有：_；_；_；_。階段質量檢測(二)化學反應與能量1解析：選CA項，該合成中的能量轉化效率沒有達到100%；B項，把游離態(tài)的氮轉變?yōu)榛蠎B(tài)的過程都屬于氮的固定；D項，斷裂化學鍵要吸收能量。2. 解析：選AA裝置中，Zn比Cu活潑，Zn作負極，失去電子發(fā)生氧化反應，Cu作正極，H在Cu極上得電子發(fā)生還原反應，生成H2從而產生大量氣泡。B、C中不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，D裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池。3解析：選D冷水溫度低，會降低反應速率。4解析：選B原電池反應的本質是自發(fā)的氧化還原反應，因此非自發(fā)的氧化還原反應是不能設計成原電池的。5解析：選B反應物的總能量低于生成物的總能量，是吸熱反應，吸收的熱量為(E1E2)，反應可能在常溫下即能進行。6解析：選D水的濃度可視為固定不變，因此增加水的用量反應速率不變；鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化現象，不再產生氫氣；加入氯化鈉固體對K2SO4與BaCl2的反應無影響，速率不變；增大固體的表面積可以加快反應速率。7解析：選C錯，根據能量守恒原理，對于放熱反應，反應物的總能量等于生成物總能量加上放出的熱量；對于吸熱反應，反應物總能量加上吸收的熱量，等于生成物的能量。中生成水蒸氣可理解為是先生成液態(tài)水再由液態(tài)水汽化成水蒸氣，因為水汽化時是要吸收能量的，所以，生成水蒸氣時放出的能量就比生成液態(tài)水時放出的能量要少；中，硫蒸氣可理解為硫粉吸收熱量后沸騰而來，所以，硫蒸氣本身能量就比硫粉的能量要高。8解析：選A選項A，H2分子共價鍵斷裂時吸收的熱量比I2分子共價鍵斷裂時吸收的熱量多，H2分子比I2穩(wěn)定，A選項錯誤；選項B，反應為2HI(g)=H2(g)I2(g)，則吸收的熱量2E(HI)E(HH)E(II)2299 kJ436 kJ151 kJ11 kJ；選項C，中和反應是放熱反應；選項D，根據選項B的計算可知正確。9解析：選B若反應向正反應方向進行，0.1 mol/L X2與0.3 mol/L Y2完全轉化可生成0.2 mol/L Z，這表明平衡時Z的濃度應小于0.4 mol/L；若反應向逆反應方向進行，0.2 mol/L Z全部分解轉化生成0.1 mol/L X2和0.3 mol/L Y2，這表明平衡時X2的濃度應小于0.2 mol/L，Y2的濃度應小于 0.6 mol/L。10解析：選C由圖中電子移動方向可判斷a為負極，b為正極，在燃料電池中，陰離子移向負極，故OH向a極移動，A項錯；該裝置中涉及化學能電能光能等形式的能量轉化，B項錯；P型半導體連接的是電池的正極，D項錯；只有C項正確。11解析：(3)氫氧燃料電池的總反應為2H2O2=H2O，總反應減去負極反應式2H2 2O24e=2H2O等于正極反應式O24e=2O2。答案：(1)太陽化學催化劑(2)化學電HO吸熱(3)負流出O24e=2O212解析：(1)反應的化學方程式為3H2N2 2NH3，如果1 mol N2完全反應必有3 mol H2反應，生成2 mol NH3。拆開3 mol HH鍵和1 mol NN鍵需要吸收的能量為436 kJ3946 kJ2 254 kJ，但是生成2 mol NH3即生成6 mol NH鍵可放出熱量391 kJ62 346 kJ，總的結果是放出能量2 346 kJ2 254 kJ92 kJ。(2)該反應是可逆反應，1 mol N2和3 mol H2不能完全反應，因此放出的能量總是小于上述數值。(3)c(NH3)10 mol2 L5 mol/L，v(NH3)5 mol/L10 min0.5 mol/(Lmin)，v(N2)0.25 mol/(Lmin)。答案：(1)放出92(2)該反應是可逆反應，1 mol N2和3 mol H2不能完全反應，因此放出的能量總是小于92 kJ(3)0.25(4)a、c、f13解析：(1)在鋅片、銀片、稀硫酸組成的原電池中，鋅片作負極，其電極反應為Zn2e=Zn2；銀片作正極，其電極反應為2H2e=H2，稀硫酸作電解質溶液，電池總反應式為Zn2H=Zn2H2。(2)根據電極反應式找出已知量與電量之間的定量關系進行計算。鋅片與銀片減少的質量等于生成氫氣所消耗的鋅的質量，設產生的氫氣體積為V。Zn2H=Zn2H265 g 22.4 L60 g47 g13 g VV13 g22.4 L/mol65 g/mol4.48 L。反應消耗的鋅為13 g65 g/mol0.20 mol1 mol Zn變?yōu)閆n2時，轉移2 mol e，則通過的電量為0.20 mol26.021023 mol11.61019C3.9104C。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L3.9104 C14解析：(1)根據溫度計示數判斷鋁與稀硫酸反應是放熱反應，金屬與非氧化性酸反應，實質是金屬與H反應。(2)當化學反應完成后，隨著熱量散失，燒杯里溶液的溫度會降低。(3)蠟燭受熱熔化，小木片會脫落，由此推知氫氧化鈉與硫酸發(fā)生的是放熱反應。(4)U形管里左右紅墨水液面高低由左右管里氣體壓強的相對大小(外界大氣壓恒定)決定，當左管內氣壓大于右管內氣壓時，紅墨水液面會左低右高，當左管內氣壓小于右管內氣壓時，紅墨水液面出現左高右低。(5)根據現象推知，氧化鈣與水反應、鋁與氫氧化鈉反應、銅與濃硝酸反應都是放熱反應。(6)氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合發(fā)生吸熱反應，使錐形瓶里氣體溫度降低，氣體壓強小于外界大氣壓，使紅墨水液面左高右低。對于吸熱反應，反應物的總能量小于生成物的總能量。答案：(1)放熱2Al6H=2Al33H2(2)反應完全后，熱量向空氣中傳遞，燒杯里物質的溫度降低(3)蠟燭熔化氫氧化鈉與硫酸的反應放熱(4)低于(5)放熱紅墨水液面左右相平(6)紅墨水液面左高右低小于15解析：(1)金屬與酸反應的實質是金屬與溶液中的H反應。(2)本題的難點是如何提出問題。稀硫酸中含有H和，稀鹽酸中含有H和Cl。依題意信息知，外形和組成均相同的鋁與等濃度的酸反應，接觸面積相同，H濃度相同，反應在相同