高中化學蘇教版化學反應與能量轉(zhuǎn)化（全國一等獎）

專題綜合測評(二)(時間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分)1．化學家借助太陽能產(chǎn)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和熱能全部轉(zhuǎn)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N≡N鍵會釋放出能量【解析】A項，該合成中的能量轉(zhuǎn)化效率沒有達到100%；B項，把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的過程都屬于氮的固定；D項，斷裂化學鍵要吸收能量?！敬鸢浮緾2．下列圖示過程，由太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的是()A．光伏發(fā)電 B．風力發(fā)電C．水力發(fā)電 D．光合作用【解析】光伏發(fā)電是光能轉(zhuǎn)化成電能，A項錯誤；風力發(fā)電是風能轉(zhuǎn)化成電能，B項錯誤；水力發(fā)電是機械能轉(zhuǎn)化成電能，C項錯誤；光合作用是太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，D項正確?！敬鸢浮緿3．燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是()A．甲醇 B．天然氣C．液化石油氣 D．氫氣【解析】從燃料電池反應產(chǎn)物的角度分析。甲醇、天然氣和液化石油氣作為燃料電池的燃料使用時均產(chǎn)生CO2，而氫氣用作燃料電池的燃料，反應產(chǎn)物為H2O，不會對環(huán)境產(chǎn)生影響?！敬鸢浮緿4．一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學反應，反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對該反應的推斷合理的是()A．該反應的化學方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應進行到1s時，v(A)＝v(D)C．反應進行的6s內(nèi)，B的平均反應速率為mol·(L·s)－1D．反應進行到6s時，各物質(zhì)的反應速率相等【解析】由圖可知，B、C為反應物，A、D為生成物，由于各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝6∶3∶4∶2，所以化學方程式為3B＋4C6A＋2D，A項錯誤；不論在什么時候，用各物質(zhì)表示的速率之比都等于化學計量數(shù)之比，故B、D項錯誤。【答案】C5．一定溫度下，10mLmol·L－1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如表所示。t/min0246810V(O2)mL下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A．0～6min的平均反應速率：v(H2O2)≈×10－2mol·(L·min)－1B．6～10min的平均反應速率：v(H2O2)＜×10－2mol·(L·min)－1C．反應至6min時，c(H2O2)＝mol·L－1D．反應至6min時，H2O2分解了50%【解析】根據(jù)題目信息可知，0～6min，生成22.4L(標準狀況)氧氣，消耗molH2O2，則v(H2O2)≈×10－2mol·(L·min)－1，A項正確；隨反應物濃度的減小，反應速率逐漸降低，B項正確；反應至6min時，剩余molH2O2，此時c(H2O2)＝mol·L－1，C項錯誤；反應至6min時，消耗molH2O2，轉(zhuǎn)化率為50%，D項正確?！敬鸢浮緾6．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2【解析】電解過程中產(chǎn)生氫氣和氧氣，因此可看作電解過程中只電解了水，即電解水型。HCl、CuCl2是電解電解質(zhì)型，CuSO4是放氧生酸型，NaBr是放氫生堿型。【答案】C7．在一定溫度下，某體積可變的密閉容器中，建立下列化學平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列敘述中不能說明上述可逆反應已達到化學平衡狀態(tài)的是()【導學號：31792070】A．體系的壓強不再發(fā)生變化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同時生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵【解析】選項A，由于該反應是一個氣體體積增大的反應，當體系的壓強不再發(fā)生變化時，說明反應達到化學平衡狀態(tài)；選項B，根據(jù)v正(CO)＝v逆(H2O)，可知CO的消耗量等于其生成量，說明反應達到化學平衡狀態(tài)；選項D,1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵，即消耗1molH2，同時消耗了1molH2O，可知H2的消耗量等于其生成量，說明反應達到化學平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緾8．據(jù)報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程如下圖所示。下列說法中不正確的是()A．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ是放熱過程B．該過程中，CO沒有斷鍵形成C和OC．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O生成了CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程【解析】根據(jù)能量—反應過程的圖像知，狀態(tài)Ⅰ的能量高于狀態(tài)Ⅲ的能量，該過程是放熱過程，A項正確；根據(jù)狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整個過程中CO中的C和O形成的化學鍵沒有斷裂，B項正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O生成了CO2，而不是與氧氣的反應，C項正確，D項錯誤?！敬鸢浮緿9．膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得：101kPa時，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出kJ熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫中正確的是()A．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJD．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ【解析】該反應為放熱反應，A項錯誤；反應熱單位為kJ·mol－1，C、D兩項錯誤?！敬鸢浮緽10．按下圖裝置實驗，若x軸表示負極流出的電子的物質(zhì)的量，則y軸應表示()【導學號：31792071】①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．①③ B．③④C．①②④ D．②【解析】在這個原電池中，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NO3－)不變。答案選D?！敬鸢浮緿11．控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()甲乙A．反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B．反應開始時，甲中石墨電極上的Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極【解析】由反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2可知，反應開始時，甲中Fe3＋發(fā)生還原反應，乙中I－發(fā)生氧化反應；當電流計讀數(shù)為零時，則反應達到了平衡狀態(tài)，此時在甲中溶入FeCl2固體，平衡向逆反應方向移動，乙中I2發(fā)生還原反應，則乙中石墨電極為正極，答案選D?！敬鸢浮緿12．某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，其中電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，下列說法正確的是()A．裝Al2(SO4)3溶液的燒杯是原電池，其余兩個為電解(電鍍)池B．鹽橋中電子從右側流向左側C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅳ的電極反應：Cu2＋＋2e－=Cu【解析】由原電池的構成條件及題意可知，圖中左、中兩個燒杯中電解質(zhì)溶液、鹽橋和外電路組成1個原電池，右邊燒杯為電解(或電鍍)池，A錯誤；Ⅰ中較活潑的Al電極為負極，Ⅱ中較不活潑的Cu為正極，外電路(導線)中電子從左流向右，內(nèi)電路(含鹽橋)中帶正電的陽離子從左側流向右側，帶負電的陰離子從右側流向左側，內(nèi)電路中無電子的定向移動，B正確；負極反應式為Al－3e－=Al3＋，則電極Ⅰ逐漸溶解或被腐蝕，而作為正極的Ⅱ則受到保護，C錯誤；Ⅲ為陰極，內(nèi)電路中帶正電的銅離子移向陰極，則陰極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，Ⅳ是陽極，則陽極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，D錯誤。【答案】D二、非選擇題(本題包括3小題，共52分)13．(14分)某可逆反應從0～2分鐘進行過程中，在不同反應時間各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示。(1)該反應的反應物是________，生成物是________。(2)化學方程式為_______________________。(3)反應開始至2分鐘時，________(“能”或“不能”)用C表示反應速率。若能，其反應速率為________，若不能，則其原因為________________。(4)2分鐘后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時間的變化而變化，說明在這個條件下，反應已達到了________狀態(tài)?！窘馕觥?1)由反應的圖象可知，在反應的過程中，A、B的物質(zhì)的量逐漸減小，C的物質(zhì)的量逐漸增大，所以A、B是反應物，C是生成物。(2)根據(jù)速率之比等于反應的化學計量數(shù)之比可以得到，該反應的化學方程式是2A＋B2C。(3)由于反應速率是濃度的變化量和時間的變化量的比值，所以由于反應容器的體積未知，所以不能求算反應濃度變化，所以無法求算反應的速率。(4)由于各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化了，所以反應達到了化學平衡狀態(tài)?！敬鸢浮?1)A、BC(2)2A＋B2C(3)不能無體積，無法求出濃度變化值(4)平衡14．(18分)某同學為了探究鋅與鹽酸反應過程的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如表所示(累計值)：時間/min12345氫氣體積/mL50120232290310(1)哪一時間段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min)反應速率最大？________，原因是_________________。(2)哪一時間段的反應速率最小________，原因是_____________。(3)求2～3min時間段以鹽酸的濃度變化表示的該反應速率是________。(4)如果反應太激烈，為了減緩反應速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，他在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液：A.蒸餾水、溶液、溶液、溶液、溶液，你認為可行的是________(填序母)?！窘馕觥?1)由表中的數(shù)據(jù)知，反應速率在2～3min時最大，原因是Zn與HCl反應放熱，使溶液的溫度升高。(2)由表中的數(shù)據(jù)知，反應速率在4～5min時最小，原因是隨著反應的進行，c(H＋)減小。(3)n(H2)＝eq\fL,L·mol－1)＝mol，Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑molmol則Δc＝eq\fmol,L)＝mol·L－1v(HCl)＝eq\f(ΔcHCl,Δt)＝eq\fmol·L－1,1min)＝mol·(L·min)－1。(4)加入C，NOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中與Zn反應不產(chǎn)生H2；加入D，Cu2＋與Zn反應使生成的H2減少；加入E，COeq\o\al(2－,3)消耗H＋，使生成的H2也減少?！敬鸢浮?1)2～3min該反應是放熱反應，此時溫度高(2)4～5min此時H＋濃度小(3)mol·(L·min)－1(4)A、B15．(20分)根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問題：(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負極，則A電極上發(fā)生的電極反應式為________；反應進行一段時間后溶液C的pH將________(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)若需將反應：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設計成如上圖所示的原電池裝置，則負極A極材料為_____________，正極B極材料為_____________，溶液C為_____________。(3)用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：①則d電極是________(填“正極”或“負極”)，c電極的反應方程式為：__________________。②若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標況下的體積為____________L。【解析】(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負極，電極反應為Fe－2e－=Fe2＋，A為正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液pH升高。(2)將反應Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設計成上圖所示的原電池裝置，Cu元素的化合價由0價升高到＋2價，失電子作原電池的負極，則負極A極材料為Cu，正極B極材料為石墨，F(xiàn)e3＋在正極得電子發(fā)生還原反應，溶液C用可溶性鐵鹽，即含F(xiàn)e