第六章 化学反应与能量 测试题 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．已知氧化性：Au3＋＞Ag＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Cr3＋＞Zn2＋＞Ti2＋。现有如图所示的电化学装置，下列叙述中正确的是
A．若X为Ti，则Y极的电极反应式可能是Zn－2e－＝Zn2＋
B．若X为Cr，则Y可以选Zn或Ti
C．若Y为Cu，则X极的电极反应式可能是Cr－3e－＝Cr3＋
D．若Y为Pb，则Xn＋(aq)中阴离子数会减少
2．下列变化过程，属于放热反应的是（ ）
①浓H2SO4稀释；②酸碱中和反应；③H2在Cl2中燃烧；④固体NaOH溶于水；⑤液态水变成水蒸气；⑥碳高温条件下还原CO2。
A．②③④⑤ B．②③ C．②③④ D．①③⑤
3．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是（ ）
A．2H2O2H2↑+O2↑，2H2+O22H2O
B．NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
C．H2+I22HI，2HIH2↑+I2↑
D．2Ag+Br22AgBr，2AgBr2Ag+Br2
4．以黄铁矿(主要成分为FeS2，其中硫的化合价为-1价)生产硫酸的工艺流程如图，下列说法不正确的是
A．将黄铁矿粉碎，可以提高其在沸腾炉中的反应速率
B．沸腾炉中每生成1 mol SO2，有11 mol e-发生转移
C．接触室中排放出的SO2、O2循环利用，可提高原料利用率
D．可用浓氨水吸收尾气，并进一步转化为氮肥
5．一定条件下，反应在 5 L 密闭容器中进行，10s 后的物质的量增加了 0.60 mol，则 10s 内反应的平均速率(X)可表示为（ ）
A．()＝0.06 mol/(L·min) B． ()＝0.008 mol/(L·s)
C． ()＝0.006 mol/(L·s) D． (NO)＝0.04 mol/(L·s)
6．下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应：已经达到平衡状态的是
A．X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3 mol X，同时生成2 mol Z
D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
7．已知反应A＋B=C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应是放热反应
B．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．只有在加热条件下才能进行
8．下述做法能改善空气质量的是（ ）
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
9．《石灰吟》是明代名臣、文学家于谦创作的一首七言绝句：千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。该诗中没有涉及到的反应类型是
A．置换反应 B．氧化还原反应 C．放热反应 D．吸热反应
10．某反应是放热反应，下列图示中能正确表示反应物与生成物总能量相对大小的是
A． B．
C． D．
11．下列措施中，可以改变反应活化能的是
A．增大反应物浓度 B．使用催化剂 C．升高温度 D．增大压强
12．合成尿素的反应2NH3(g) + CO2(g)→CO(NH2)2(s)(尿素) + H2O(l) + Q分两步进行：
①2NH3(g) + CO2(g)→NH4COONH2(s) + Q1，
②NH4COONH2(s)→CO(NH2)2(s) + H2O(l)–Q2。
下列示意图中，能正确表示合成尿素过程中能量变化的是
A． B．
C． D．
13．我国科学家发明了一种“可固氮”的锂氮二次电池，将可传递离子的醚类做电解质，电池的总反应(固氮过程)为6Li+N2=2Li3N。下列说法不正确的是( )
A．固氮时，阳极区发生反应Li-e-=Li+
B．脱氮过程，钌复合电极的电极反应：2Li3N-6e-=6Li++N2↑
C．醚类电解质可换成硫酸锂溶液
D．脱氮时，锂离子移向锂电极
14．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入稀硫酸溶液中，B极上有气泡。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．D>A>B>C B．D>C>A>B C．D>B>A>C D．B>A>D>C
二、填空题
15．我国目前电能主要来自___________发电，其次来自___________发电。
16．（1）反应A+B→C（放热）分两步进行①A+B→X（吸热）；②X→C（放热）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是_____。
（2）合成氨工业中，合成塔中每产生2mol NH3，放出92.2kJ热量，已知（见图）：则1mol N﹣H键断裂吸收的能量约等于_____kJ。
（3）请将 Zn+2Ag+＝2Ag+Zn2+设计成原电池，并画出简易装置图，并注明电极材料以及电解质溶液___。
17．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为_______极，活动性弱的金属为_______极。
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性_______。
三、计算题
18．一定温度下，定容密闭容器中0.4mol/LN2，1mol/LH2进行反应：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)，10min反应达到平衡，此时测得N2浓度为0.2mol/L。
（1）10min内，用H2浓度变化来表示的反应速率为___，平衡时NH3的物质的量浓度为____；
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____
A．容器中密度不随时间变化而变化 B．容器中各物质的浓度保持不变
C．N2和NH3的消耗速率之比为2∶1 D．N2消耗速率与H2生成速率之比为3:1
（3）平衡时N2和H2的转化率之比为____；该反应的平衡常数表达式为K=____，该温度下反应的平衡常数是___。
四、实验题
19．某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如表:
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Al、Mg 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 Al、Mg NaOH溶液 偏向Mg
回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)_____(填“相同”或“不同”)。
(2)对实验3完成下列填空：石墨为___极，电极反应式：_____；
(3)实验4中铝作______极(填“负”或“正”)，理由是______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】
【详解】根据装置图可知，X电极是负极，失去电子发生氧化反应。Y电极是正极，正极得到电子，发生还原反应，据此可以判断；
A.若X为Ti，由于Y电极是正极，得到电子发生还原反应，因此A不正确；
B.若X为Cr，则Y电极的金属性要弱于Ti的金属性，Zn或Ti的金属性强于Cr的金属性，则Y不能选Zn或Ti，可以选择铜或Pb等，B不正确；
C.若Y为Cu，由于X是负极，则X电极的金属性要强于Cu，所以可以选择Cr，因此负极电极反应式可能是Cr－3e－＝Cr3＋，C正确；
D.若Y为Pb，由于X电极是负极，失去电子，发生氧化反应，因此Xn＋(aq)中阴离子数会增加，D不正确；
答案选C。
2．B
【详解】①浓H2SO4稀释是放热现象，①不选；②酸碱中和反应是放热反应，②选；③H2在Cl2中燃烧是放热反应，③选；④固体NaOH溶于水不发生化学反应，属于放热过程，④不选；⑤液态水变成水蒸气不发生化学反应，属于吸热过程，⑤不选；⑥碳高温条件下还原CO2是吸热反应，⑥不选；综上所诉，选②③。
答案选B。
3．C
【分析】可逆反应是指同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应。
【详解】A、2H2O2H2↑+O2↑，2H2+O22H2O，条件不同，则不是可逆反应，故A错误；
B、NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑，条件不同，不是可逆反应，故B错误；
C、H2+I22HI，2HIH2↑+I2↑，条件相同，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应，故是可逆反应，故C正确；
D、2Ag+Br22AgBr，2AgBr2Ag+Br2，条件不同，故不是可逆反应，故D错误。
答案选C。
【点睛】注意把握可逆反应的两个要点：“条件相同”、“同时进行”。
4．B
【分析】黄铁矿在沸腾炉中燃烧，生成Fe2O3和SO2，SO2和O2在接触室中催化氧化转化为SO3，SO3用98.3%的硫酸吸收，可制得“发烟”硫酸。
【详解】A．将黄铁矿粉碎，可以增大其与空气的接触面积，从而加快反应速率，A正确；
B．沸腾炉中发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，则每生成1 mol SO2，有5.5mol e-发生转移，B不正确；
C．接触室中，SO2、O2没有完全转化为SO3，将排放出的SO2、O2循环利用，可提高原料利用率，C正确；
D．尾气中含有SO2，用浓氨水吸收尾气，可生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，用硫酸处理，可进一步转化为氮肥，D正确；
故选B。
5．B
【分析】反应速率之比=化学计量数之比。
【详解】10s后H2O的物质的量增加了0.60mol，则，所以，=0.12mol/L，所以：
A．()==0.012mol/(L·s)=0.72mol/(Ｌ·min)，A错误；
B．():()＝4:6=():0.012mol/(L·s)，所以，()==0.008mol/(L·s)，B正确；
C．同理，(O2)==0.01mol/(L·s)，C错误；
D．同理，()==0.008mol/(L·s)，D错误。
答案选B。
6．B
【详解】A．X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2时反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，这与开始时加入的反应物的物质的量的多少及反应条件有关，A错误；
B．该反应是反应前后气体物质的量不同的反应，若压强不变时，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B正确；
C．反应消耗X和生成Z表示的都是向正反应方向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；
D．反应混合物都是气体，反应遵循质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，D错误；
故合理选项是B。
7．B
【详解】A．根据图象，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，故A错误；
B．该反应是吸热反应，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量，故B正确；
C．根据图象，反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；
D．某些吸热反应不需要加热也可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应，故D错误；
故选B。
8．B
【详解】A. 以煤等燃料作为主要生活燃料，将会产生大量的二氧化硫，排放到大气中，产生酸雨，A不合题意；
B. 太阳能、风能和氢能都是清洁能源，不会造成大气的污染，B符合题意；
C. 大量使用汽车，必然产生大量的尾气，造成大气的污染，C不合题意；
D. 使用电动车，可以减少大气污染，D不合题意。
故选B。
9．A
【分析】石灰石主要成分为碳酸钙，该诗涉及的化学反应有燃烧反应、碳酸钙的分解反应、氧化钙与水的化合反应。
【详解】A.置换反应是有单质参加和单质生成的反应，诗中没有涉及，故A正确；
B.燃烧反应是氧化还原反应，故B错误；
C. 燃烧反应和氧化钙与水的化合反应是放热反应，故C错误；
D.石灰石的分解反应是吸热反应，故D错误；
故选A。
10．B
【详解】已知该反应为放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量，B中反应物的总能量大于生成物的总能量，能正确表示反应物与生成物总能量相对大小，
故选：B。
11．B
【详解】使用催化剂，降低活化能，故选项B正确。
12．C
【分析】当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，当反应物的能量低于生成物的能量时，反应是吸热反应。依据反应①2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)＋Q1可知，该反应是放热反应，由此可以知道2NH3(g)和CO2(g)的能量和高于NH2COONH4(s)的能量；依据反应②NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)－Q2可知，该反应是吸热反应，由此可以知道NH2COONH4(s)的能量低于CO(NH2)2(s)＋H2O(l)的能量和。依据总反应2NH3(g)和CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ＋Q可知2NH3(g)和CO2(g)的能量和高于CO(NH2)2(s)＋H2O(l)的能量和。
【详解】A．CO(NH2)2(s)＋H2O(l)的能量和高于2NH3(g)和CO2(g)的能量和，不符合总反应的能量变化，故A错误；
B．NH2COONH4(s)的能量高于CO(NH2)2(s)＋H2O(l)的能量和，不符合反应②能量变化，故B错误；
C．根据图象可以知道2NH3(g)和CO2(g)的能量和高于NH2COONH4(s)的能量，NH2COONH4(s)的能量低于CO(NH2)2(s)＋H2O(l)的能量和，符合反应①②能量变化，故C正确；
D．2NH3(g)和CO2(g)的能量和低于NH2COONH4(s)的能量，不符合反应①能量变化，故D错误；
答案选C。
13．C
【分析】电池的总反应(固氮过程)为6Li+N2=2Li3N可知：固氮时锂失电子作负极，负极上电极反应式为6Li-6e-═6Li+，Li+移向正极，氮气在正极得电子发生还原反应，电极反应式为6Li++N2+6e-═2Li3N，脱氮是固氮的逆过程，据此解答。
【详解】A．根据分析，固氮时，锂失电子作负极，阳极区发生反应Li-e-=Li+，故A正确；
B．脱氮是固氮的逆过程，钌复合电极的电极失电子发生还原反应，电极反应为：2Li3N-6e-=6Li++N2↑，故B正确；
C．硫酸锂溶液中含有水，锂电极会与水发生剧烈反应，则不能换成硫酸锂溶液，故C错误；
D．脱氮时为电解池，阳离子向阴极移动，Li+向阴极锂电极迁移，故D错误；
答案选B。
14．A
【分析】一般来说，原电池中，较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应；金属的金属性越强，金属单质与水或酸反应越剧烈，较活泼金属能置换出较不活泼金属，据此分析解答。
【详解】将A与B用导线连接起来浸入稀硫酸中，该装置构成原电池，B上有气泡产生，说明B电极上得电子发生还原反应，则B是正极、A是负极，金属活动性A＞B；将A、D分别投入到等浓度的稀盐酸中，D比A反应剧烈，则金属活动性D＞A；将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明金属活动性B＞Cu；如果把Cu浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明金属活动性Cu＞C；通过以上分析知，金属活动性顺序是D＞A＞B＞C，答案选A。
【点睛】本题考查金属活动性强弱判断，侧重考查学生分析判断能力，明确金属活动性强弱判断方法是解本题关键，可以根据金属之间的置换反应、金属与水或酸反应剧烈程度、金属最高价氧化物的水化物碱性强弱、原电池原理等方法判断。需要说明的是利用原电池原理判断时要注意电解质溶液的性质。
15． 火力 水力
【解析】略
16． D 391
【分析】（1）根据物质具有的能量进行计算：△H=E（生成物的总能量）-E（反应物的总能量），当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热；
（2）3H2+N2 2NH3，依据反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算得到；
（3）根据 Zn + 2Ag+ = 2Ag + Zn2+，Zn发生氧化反应，所以Zn作负极，Ag+发生还原反应生成Ag，所以可溶性硝酸银作电解质溶液，用石墨作正极。
【详解】（1）A+B→C为放热反应，则A+B的总能量大于生成C的总能量，排除选项A、B，A+B→X（吸热），则X的能量大于A+B的总能量，X→C（放热），则X的能量大于C的总能量，排除选项C，
答案选D；
（2）工业合成氨反应为：3H2+N2 2NH3，反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436+945.8-6×N-H键键能=-92.2，N-H键键能=+391kJ；
（3）根据 Zn + 2Ag+ = 2Ag + Zn2+，Zn发生氧化反应，所以Zn作负极，Ag+发生还原反应生成Ag，所以可溶性硝酸银作电解质溶液，用石墨作正极，简易装置图如下。
【点睛】本题为图象题，主要考查了物质的能量分析应用，化学反应的能量变化、分析，题目难度不大，注意反应热与物质总能量大小的关系判断。
17． 负 正 A>B
【详解】原电池中，一般活动性强的金属容易失去电子发生氧化反应，为负极；活动性弱的金属为正极；
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，说明A失去电子发生氧化反应为电源负极，B极上有气泡产生为电源正极，由原电池原理可知，金属活动性A大于B。
18． 0.06mol/( L·min) 0.4mol/L B 5:6 12.5(L/mol)2
【详解】（1）利用三段式可知：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
开始时的浓度(mol/L) 0.4 1 0
改变的浓度(mol/L) 0.2 0.6 0.4
平衡时的浓度(mol/L) 0.2 0.4 0.4
故10min内，用H2浓度变化来表示的反应速率为=0.06 mol/( L·min)，平衡时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L；
（2）A、由于是恒容容器，总质量、总体积均不变，混合气体的密度保持不变，容器中密度不随时间变化而变化不能做为判断该反应达平衡的依据，选项A错误；
B、容器中各物质的浓度保持不变，则反应达到平衡状态，选项B正确；
C、N2和NH3的消耗速率之比为2∶1（应为1：2），则说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，选项C错误；
D、N2消耗速率与H2生成速率之比为3:1（应为1：3），则说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，选项D错误；
答案选B；
（3）根据（1）中数据可知，平衡时N2和H2的转化率之比为；反应N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K=，该温度下反应的平衡常数K==12.5(L/mol)2。
19． 不同 正 2H++2e-=H2↑ 负 铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应
【详解】(1)金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，则实验1中Mg的活泼性大于Al，所以Al作正极，而实验2中Al的活泼性大于Cu，所以Al作负极，即实验1、2中Al所作的电极不同；
(2)实验3中Al为负极，电极反应为2Al-6e-＝2Al3+，石墨为正极，其电极反应为2H++2e-＝H2↑；
(3)实验4中Mg与NaOH溶液不发生反应，而发生2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，所以铝是负极，原因是因为铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应。
【点睛】本题考查探究原电池原理及设计，把握发生的原电池反应及正负极的判断是解答本题的关键，注意利用氧化还原反应中电子的得失来分析正负极，不能仅仅依据金属性强弱，还需要考虑电解质溶液的性质等。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
