2023高中化學第六章化學反應與能量質量評估新人教版

第六章質量評估(時間:75分鐘滿分:100分)可能用到的相對原子質量:H—1C—12N—14O—16一、選擇題:本題共16小題,共44分。第1~10小題,每小題2分;第11~16小題,每小題4分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.人類將在未來幾十年內逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質能等太陽能的轉換形態(tài)),人們將適應“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法中不正確的是()A.研究菠菜蛋白質“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應C.太陽能電池可將太陽能轉化為電能D.石油和天然氣都屬于碳素燃料解析:菠菜蛋白質“發(fā)電”屬于生物質能的利用,生物質能為太陽能的轉化形態(tài),屬于“太陽能文明”。答案:A2.可再生能源是我國重要的能源資源,在滿足能源需求、改善能源結構、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面具有重要作用。應用太陽能光伏發(fā)電技術是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項重要措施。下列有關分析中錯誤的是 ()A.上圖是太陽能光伏發(fā)電原理圖,圖中A極為正極B.風能、太陽能、生物質能等屬于可再生能源C.推廣可再生能源有利于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展D.光伏發(fā)電能量轉化方式是太陽能直接轉化為電能解析:在原電池的外電路中,電流由正極流向負極,由題圖中的電流方向可判斷A極為負極,A項錯誤;風能、太陽能、生物質能在短時間內能形成,屬于可再生能源,B項正確;推廣可再生能源有利于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,C項正確;光伏電池發(fā)電是將太陽能直接轉化為電能,D項正確。答案:A3.化學反應中必然伴隨著物質變化和能量變化,下列說法中正確的是 ()A.濃硫酸溶于水共價鍵斷裂并放出大量的熱,所以該過程是放熱反應B.吸熱反應一定要在加熱或高溫條件下才能進行C.上圖可表示放熱反應中的能量變化D.焰色試驗有能量變化,所以焰色試驗是化學反應解析:濃硫酸溶于水共價鍵斷裂并放出大量的熱,沒有產(chǎn)生新物質,不是化學變化,不能稱為放熱反應,A項錯誤;吸熱反應不一定要在加熱或高溫條件下才能進行,例如氫氧化鋇與氯化銨晶體之間的反應,B項錯誤;題圖中反應物總能量高于生成物總能量,因此可表示放熱反應中的能量變化,C項正確;焰色試驗屬于物理變化,D項錯誤。答案:C4.下列措施對增大反應速率明顯有效的是()A.Na與水反應時增大水的用量B.常溫下,Fe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,增大壓強D.將鋁片改為鋁粉,做鋁與氧氣反應的實驗答案:D5.太陽能的開發(fā)和利用是21世紀的一個重要課題。利用儲能介質儲存太陽能的原理是:白天在太陽照射下某種鹽熔化,吸收熱量,晚間熔鹽固化釋放出相應的能量,已知數(shù)據(jù):鹽熔點/℃熔化吸熱/(kJ·mol1)參考價格/(元·t1)CaCl2·6H2O29.937.3780~850Na2SO4·10H2O32.477.0800~900Na2HPO4·12H2O35.1100.11600~2000Na2S2O3·5H2O45.049.71400~1800其中最適宜作為儲能介質的是()A.CaCl2·6H2O B.Na2SO4·10H2OC.Na2HPO4·12H2O D.Na2S2O3·5H2O解析:應選擇熔點不能太高、熔化吸熱應較高、價格適中的鹽。答案:B6.已知反應NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)的能量變化如圖所示,下列說法中正確的是()A.圖中A→B的過程為放熱過程B.該反應為氧化還原反應C.1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和D.1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量小于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量解析:題圖中A→B的過程,能量升高,為吸熱過程,A項錯誤;反應前后元素化合價發(fā)生變化,則為氧化還原反應,B項正確;由題圖可知,該反應為放熱反應,則反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和,反應物的總能量大于生成物的總能量,C、D項錯誤。答案:B7.用圖Ⅱ表示圖Ⅰ銅鋅原電池中一些物理量的關系。x軸表示流入正極電子的物質的量,則y軸表示()ⅠⅡA.c(H+)B.c(SO4解析:鋅棒作原電池負極,電極反應式為Zn2eZn2+,銅棒作原電池正極,溶液中銅離子在此極得電子,電極反應式為Cu2++2eCu,所以電解質溶液中c(H+)不變,A項錯誤;SO42-不參與反應,所以c(SO答案:C8.NH3與O2在一定條件下發(fā)生反應:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2,4min后反應達到平衡,測得生成的H2O(g)占混合氣體總體積的40%,則下列表示的此段時間內該反應的平均速率錯誤的是()A.v(N2)=0.125mol·L1·min1 B.v(H2O)=0.375mol·L1·min1C.v(O2)=0.225mol·L1·min1 D.v(NH3)=0.25mol·L1·min1解析:設轉化的NH3的物質的量為xmol,則4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)n(起始)/mol 4 3 0 0n(變化)/mol x 0.75x 0.5x 1.5xn(平衡)/mol 4x 30.75x 0.5x 1.5x根據(jù)題意,則有1.5x4-x+32mol2L×4min=0.25mol·L1·min1,則v(O2)=0.1875mol·L1·min1,v0.125mol·L1·min1,v(H2O)=0.375mol·L1·min1。答案:C9.NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如圖甲所示,研究發(fā)現(xiàn)在以Fe2O3為主的催化劑上可能發(fā)生的反應過程如圖乙所示,下列說法中正確的是()甲乙A.脫硝的總反應為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)B.NH3催化還原NO為吸熱反應C.過程1中NH3斷裂非極性共價鍵D.過程2中NO為氧化劑,Fe2+為還原劑解析:根據(jù)題干信息及圖示知脫硝的產(chǎn)物為氮氣和水,則總反應為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g),A項正確;反應物的總能量高于生成物的總能量,所以NH3催化還原NO為放熱反應,B項錯誤;氨中的N—H為極性共價鍵,所以過程1中NH3斷裂的是極性共價鍵,C項錯誤;從圖示信息可知,反應過程中NO和O2作氧化劑,NH3是還原劑,Fe3+作催化劑,Fe2+只是中間產(chǎn)物,D項錯誤。答案:A10.根據(jù)如圖所示示意圖,下列說法中錯誤的是()A.反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),能量增加(ba)kJ·mol1B.該反應過程反應物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量C.1molC(s)與1molH2O(l)反應生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的熱量為131.3kJD.1molC(s)、2molH、1molO轉變成1molCO(g)和1molH2(g)放出的熱量為akJ解析:由題圖可知,該反應為吸熱反應,能量增加(ba)kJ·mol1,A項正確;該反應過程中反應物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量,B項正確;由題圖可知,1molC(s)與1molH2O(g)反應生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的熱量為131.3kJ,而1molH2O(l)變?yōu)?molH2O(g)時要吸收熱量,因此1molC(s)與1molH2O(l)反應生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的熱量大于131.3kJ,C項錯誤;由題圖可知,1molC(s)、2molH、1molO轉變成1molCO(g)和1molH2(g)放出的熱量為akJ,D項正確。答案:C11.(2020·新課標全國Ⅰ卷)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置,利用微生物處理有機廢水獲得電能,同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用如圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A.負極反應為CH3COO+2H2O8e2CO2↑+7H+B.隔膜1為陽離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜C.當電路中轉移1mol電子時,模擬海水理論上除鹽58.5gD.電池工作一段時間后,正、負極產(chǎn)生氣體的物質的量之比為2∶1答案:B12.如圖所示的裝置中,M為金屬活動性順序中位于氫之前的金屬,N為石墨棒,下列關于此裝置的敘述中不正確的是()A.N上有氣體放出 B.M為負極,N為正極C.該裝置是化學能轉化為電能的裝置 D.導線中有電流通過,電流方向是由M到N解析:原電池中活潑金屬為負極,失去電子,即M為負極;溶液中的氫離子在正極得到電子被還原為H2,則N為正極。電流方向應由正極(N)流向負極(M)。答案:D13.被稱為“軟電池”的紙質電池,采用一個薄層紙片(在其一邊鍍鋅,而在其另一邊鍍二氧化錳)作為傳導體,在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液,電池總反應式為Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列說法中正確的是()A.該電池的正極為鋅B.該電池反應中二氧化錳起催化作用C.當0.1molZn完全溶解時,轉移電子個數(shù)為1.204×1024D.電池正極反應式為2H2O+2MnO2+2e2MnO(OH)+2OH解析:反應中Zn由0價→+2價,Mn由+4價→+3價,故該電池的負極為鋅,A項錯誤;MnO2在正極得電子,B項錯誤;當0.1molZn溶解時,轉移電子數(shù)為0.1mol×2×6.02×1023mol1=1.204×1023,C項錯誤。答案:D14.如圖所示為800℃時A、B、C三種氣體在密閉容器中反應時濃度的變化,只從圖上分析不能得出的結論是()A.發(fā)生的反應可表示為2A(g)2B(g)+C(g)B.前2min內A的分解速率為0.1mol·L1·min1C.開始時,正、逆反應同時開始D.2min時,A、B、C的濃度之比為2∶3∶1解析:根據(jù)題圖可知,反應過程中A的濃度減小,B、C的濃度增大,因此A為反應物,B、C為生成物,根據(jù)濃度的變化量可以確定反應為2A(g)2B(g)+C(g),A項正確;前2mi內,v(A)=0.4mol·L-1B項正確;開始時加入的物質為A和B,沒有C,C項錯誤;2min時,A、B、C的濃度分別為0.2mol·L1、0.3mol·L1、0.1mol·L1,D項正確。答案:C15.在兩個恒溫、恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應:(甲)2X(g)Y(g),(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當下列物理量不再發(fā)生變化時,其中能表明(甲)(乙)均達到化學平衡狀態(tài)的有()①混合氣體的密度②反應容器中生成物的含量③反應物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比④混合氣體的壓強⑤混合氣體的平均相對分子質量⑥混合氣體的總物質的量A.①②③⑤ B.①③⑤⑥ C.②③⑤ D.②③④解析:①(甲)混合氣體的密度始終不變,所以不能作為平衡狀態(tài)的標志,故錯誤;②反應容器中生成物的含量不變,說明各組分物質的量不變,達到平衡狀態(tài),故正確;③反應物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比,說明正、逆反應速率相等,故正確;④(乙)混合氣體的壓強始終不變,故錯誤;⑤混合氣體的平均相對分子質量不變,說明正、逆反應速率相等,故正確;⑥(乙)混合氣體的總物質的量始終不變,故錯誤。綜上所述,C項正確。答案:C16.在容積為4L的密閉容器中充入6molA氣體和5molB氣體,在一定條件下發(fā)生反應:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),達到平衡時,生成了2molC,經(jīng)測定,D的濃度為0.5mol·L1,下列判斷中正確的是()A.x=1 B.B的轉化率為20%C.平衡時A的濃度為1.5mol·L1 D.達到平衡時,在相同溫度下容器內混合氣體的壓強是反應前的85%解析:n(D)=0.5mol·L1×4L=2mol,所以x=2。3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)起始(mol) 6 5 0 0變化(mol) 3 1 2 2平衡(mol) 3 4 2 2B的轉化率為1mol5mol×100%=20%,c(A)平=3mol4L=0.75mol·L1,n平=3mol+4mol+2mol+2mol=11mol,n答案:B二、非選擇題:共56分。17.(14分)(1)某同學設計如下實驗方案探究影響鋅與稀硫酸反應速率的因素,有關數(shù)據(jù)如下表所示:序號純鋅粉/g2.0mol·L1硫酸/mL溫度/℃硫酸銅固體/g加入蒸餾水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00①本實驗待測數(shù)據(jù)可以是,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究對鋅與稀硫酸反應速率的影響。

②實驗Ⅲ和實驗Ⅳ的目的是,寫出有關反應的離子方程式。

(2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如下表:實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx=,理由是。

解析:(1)實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中,鋅的質量和狀態(tài)相同,硫酸的濃度不同,實驗Ⅲ和實驗Ⅳ中加入硫酸銅,Cu2+的氧化性強于H+,首先發(fā)生反應Zn+Cu2+Zn2++Cu,生成的銅附著在鋅表面,在稀硫酸中構成原電池,加快鋅失電子。但是加入的硫酸銅過多時,生成的銅會覆蓋在鋅表面,阻止鋅與稀硫酸進一步反應,產(chǎn)生氫氣的速率會減小。①本實驗待測數(shù)據(jù)可以是反應結束所需要的時間或相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時間,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究硫酸的濃度對反應速率的影響。②實驗Ⅲ和實驗Ⅳ加入的硫酸銅的質量不同,可以探究加入硫酸銅的量與反應速率的關系。(2)實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學反應速率的影響,故應保證每組實驗中其他物質的濃度相等,即溶液的總體積相等(即為20.0mL),從而可知Vx=2.0。答案:(1)①反應結束所需要的時間(或相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時間,合理即可)硫酸濃度②探究硫酸銅的量對鋅與稀硫酸反應速率的影響Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑(2)2.0保證反應物K2S2O8濃度改變,而其他物質濃度不變18.(14分)能源是現(xiàn)代文明的原動力,通過化學方法可使能量按人們所期望的形式轉化,從而開辟新能源和提高能量轉化率。請回答下列問題:(1)能源危機是當前全球性的問題,“開源節(jié)流”是應對能源危機的重要舉措。下列做法中有助于能源“開源節(jié)流”的是(填字母)。

A.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣,將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源B.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求C.開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱能等新能源,減少使用煤、石油等化石燃料D.減少資源消耗,增加資源的重復使用、資源的循環(huán)再生(2)化學反應的本質是舊的化學鍵斷裂,新的化學鍵形成。已知斷開1molH—H、1molN≡N、1molN—H分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。那么利用N2與H2反應生成1molNH3需(填“放出”或“吸收”)kJ的能量。

(3)已知一定條件下,白磷轉化為紅磷釋放出能量,故白磷比紅磷穩(wěn)定性(填“強”或“弱”)。

(4)化學電源在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。①根據(jù)構成原電池的本質判斷,如下反應可以設計成原電池的是(填字母)。

A.NaOH+HClNaCl+H2O B.2CO+O22CO2C.2H2O2H2↑+O2↑ D.Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2②為了探究化學反應中的能量變化,某同學設計了如圖所示的兩個實驗。有關實驗現(xiàn)象,下列說法中正確的是(填字母)。A.圖Ⅰ和圖Ⅱ的氣泡均產(chǎn)生于鋅棒表面B.圖Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速率比圖Ⅰ大C.圖Ⅰ中溫度計的示數(shù)高于圖Ⅱ中溫度計的示數(shù)D.圖Ⅰ和圖Ⅱ中溫度計的示數(shù)相等,均高于室溫解析:(4)①原電池是將化學能轉化為電能的裝置,A項為非氧化還原反應;B項可設計成燃料電池;C項為氧化還原反應,但該反應不能自發(fā)進行,故不能設計成原電池;D項為自發(fā)的氧化還原反應。②圖Ⅰ中鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣,離子方程式為Zn+2H+Zn2++H2↑,氣泡產(chǎn)生于鋅棒表面,而圖Ⅱ裝置構成原電池,Zn易失電子作負極,Cu作正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,氣泡產(chǎn)生于銅棒表面,A項錯誤;構成的原電池可增大化學反應速率,則圖Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速率比Ⅰ大,B項正確;圖Ⅱ中化學能大多數(shù)轉化為電能,故圖Ⅰ中溫度計的示數(shù)高于圖Ⅱ中溫度計的示數(shù),C項正確,D項錯誤。答案:(1)ACD(2)放出46(3)弱(4)①BD②BC19.(16分)化學反應速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關。(1)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化,在400mL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(累計值):時間/min12345氫氣體積/mL(標準狀況)100240464576620反應速率最大的時間段是min(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”),原因是

。

②3~4min內用鹽酸濃度變化表示的該反應速率為(設溶液體積不變)。

(2)另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積,他事先在鹽酸中加入等體積的下列物質以減小反應速率,你認為不可行的是(填字母)。

A.蒸餾水 B.KCl溶液C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液(3)某溫度下在容積為4L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化曲線如圖所示。該反應的化學方程式是。

2min內X的轉化率為。

解析:(1)①在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min內,產(chǎn)生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、44mL,由此可知反應速率最大的時間段為2~3min;原因是該反應是放熱反應,此時溫度高且鹽酸濃度較大,反應速率較大。②在3~4min內,n(H2)=0.0.005mol,根據(jù)2HCl~H2,計算消耗HCl的物質的量為0.01mol,則v(HCl)=0.01mol0.4L(2)A項,加入蒸餾水,H+濃度減小,反應速率減小,且不減少產(chǎn)生氫氣的量;B項,加入KCl溶液,H+濃度減小,反應速率減小,且不減少產(chǎn)生氫氣的量;C項,因酸性溶液中有NO3-,具有強氧化性,與Zn反應無氫氣生成;D項,加入CuSO(3)①由題圖可知,反應中X、Y的物質的量減少,應為反應物,Z的物質的量增多,應為生成物,當反應進行到5min時,Δn(Y)=0.