专题6 化学反应与能量变化 单元测试卷 2022-2023学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．一定条件下，向某容积可变的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O22SO3。下列说法不正确的是
A．升高温度能加快化学反应速率
B．减小压强能减慢化学反应速率
C．反应生成SO3的物质的量小于2 mol
D．达平衡时反应即停止
2．100mL浓度为2mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是
A．加入适量6 mol·L-1的盐酸 B．加入少量醋酸钠溶液
C．加热 D．加入少量金属钠
3．一定条件下，在的平衡体系中，、、的浓度分别是、、，则起始时的浓度不可能是
A． B． C． D．
4．下列四个试管中，CaCO3与稀盐酸反应产生CO2的反应速率最大的是
试管 温度 盐酸浓度 碳酸钙状态
A 20 ℃ 0.5 mol·L-1 块状
B 40 ℃ 0.5 mol·L-1 粉末状
C 40 ℃ 3 mol·L-1 粉末状
D 20 ℃ 3 mol·L-1 块状
A．A B．B C．C D．D
5．少量铁片与l00mL 0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的
A．加KNO3固体 B．滴入几滴浓盐酸
C．加入少量铁粉 D．滴入几滴硫酸铜溶液
6．向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下反应发生，下列有关说法正确的是
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1：3：2
C．达到化学平衡时，容器内气体的平均摩尔质量不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
7．在一定温度下，某体积不变的密闭容器中，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
A．体系的压强不再发生变化
B．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．气体的密度不变
8．下列装置中(容器中的液体均足量)，铁的腐蚀速率最快的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
9．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是( )
A B C D
正极 Zn Ag Cu Cu
负极 Cu Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl3
A．A B．B C．C D．D
10．氢氧燃料电池的构造如图所示。下列说法正确的是
A．a是电池正极
B．b电极的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
C．电池工作时，电池内部中的H+向a电极迁移
D．电子由a沿导线流向b，再由b通过电解质溶液流回a
11．当可逆反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，达到平衡后通入18O2再次达到平衡时18O存在于
A．SO3、O2中 B．SO2、SO3中
C．SO2、O2、SO3中 D．SO2、O2中
12．某化学兴趣小组将设计成原电池，装置如图所示(假设两电极质量相等)。下列观点正确的是
A．该装置能将化学能全部转化为电能
B．Fe电极发生还原反应
C．Cu电极附近有大量气泡产生
D．当电路中转移0.2mol电子后，理论上两电极的质量差应为12.0g
13．在一定温度下的恒容密闭容器中，加入少量A发生反应：A(s)B(g)+2C(g)。当下列物理量不再发生变化，可以判断该反应达到化学平衡状态的是
①B的体积分数；②混合气体的压强；③混合气体的总质量；④混合气体的平均相对分子质量
A．①②③ B．②③ C．①④ D．①②③④
14．下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是
A．消耗1molN2的同时，生成2molNH3
B．N2、H2、NH3的反应速率比为1：3：2的状态
C．1molN≡N键断裂的同时，有6molN－H键断裂
D．N2和H2浓度相等的时候
二、填空题
15．在2L密闭容器内，t℃时发生反应： ，在体系中，随时间的变化如表：
时间(min) 0 1 2 3 4 5
的物质的量(mol) 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06
(1)上述反应在第5min时，的转化率为_______；
(2)用表示从0~2min内该反应的平均速率=_______；
(3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为_______。(用字母填空，下同)；
a. b.
c. d.
(4)下列表述能作为反应达到化学平衡状态的标志是_______。
a.反应速率
b.各组分的物质的量浓度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.混合气体的密度不变
e.单位时间内生成n mol的同时，生成3n mol
f.消耗=消耗
g.单位时间内3mol H-H键断裂的同时6mol N-H键也断裂
16．依据化学能与热能的相关知识回答下列问题：
Ⅰ．键能是指在25 ℃、101 kPa，将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。显然键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。如H—H键的键能是436 kJ·mol-1，是指使1 mol H2分子变成2 mol H原子需要吸收436 kJ的能量。
(1)已知H-Cl键的键能为431 kJ·mol-1，下列叙述正确的是___________(填字母，下同)。
A．每生成1 mol H-Cl键放出431 kJ能量 B．每生成1 mol H-Cl键吸收431 kJ能量
C．每拆开1 mol H-Cl键放出431 kJ能量 D．每拆开1 mol H-Cl键吸收431 kJ能量
(2)已知键能：H-H键为436 kJ·mol-1；H-F键为565 kJ·mol-1；H-Cl键为431 kJ·mol-1；H-Br键为366 kJ·mol-1.则下列分子受热时最稳定的是___________。
A．HF B．HCl C．HBr D．H2
(3)能用键能大小解释的是___________。
A．氮气的化学性质比氧气稳定 B．常温常压下溴呈液态，碘呈固态
C．稀有气体一般很难发生化学反应 D．硝酸易挥发而硫酸难挥发
Ⅱ．已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示，回答下列问题：
(1)1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3(g)的过程___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
三、实验题
17．某兴趣小组在利用图所示装置做铜与稀硝酸反应的实验中，发现开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快，烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深，液面上方的气体颜色也在不断加深。该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。
(1)图中铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。
(2)图中NaOH溶液能够吸收的有害气体是___________。
(3)小组同学提出了如下假设并设计实验探究：
I．甲同学认为反应速率变化的原因可能是反应放热导致溶液温度升高所致，故测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：
时间/min 0 5 10 15 20 25 35 50 60 70 80
温度/℃ 25 26 26 26 26 26 26.5 27 27 27 27
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是___________。
II．乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用，为验证此假设，取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸，那么最好是在其中一支试管中加入少量的___________(填序号)。
A．硝酸铜晶体 B．硝酸铜溶液 C．硫酸铜晶体 D．硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应，发现现象基本相同。故得出结论：Cu2+并不是反应的催化剂
III．丙同学根据现象推测反应过程中还有少量______生成，进而认为该物质对反应有催化作用，如图所示，丙同学从a处通入该物质后，发现左管中产生气泡速率明显快于右管。小组同学得出最后结论：这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。
(4)实验结束后，发现试管中溶液呈绿色，而不显蓝色。部分同学认为是该溶液中Cu2+的浓度较高所致，另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。丁同学设计了一个实验方案证明后者的推测更为合理。(在表格中写出该同学可能的实验操作和实验现象)
操作 现象
____ _____
四、计算题
18．某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)变化的曲线如图所示。由图中数据分析：
(1)该反应的化学方程式__________；
(2)反应开始至2 min末Z的反应速率为________，X的转化率为________。
19．一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)。开始时加入4molA、6molB、2molC，2min末测得C的物质的量是3mol。
(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率___。
(2)在2min末B的浓度为___？
参考答案：
1．D
【详解】A．根据影响化学反应速率的因素，升高温度能加快化学反应速率，故A正确；
B．根据影响化学反应速率的因素，减小压强能减慢化学反应速率，故B正确；
C．该反应属于可逆反应，不能完全进行，反应生成SO3的物质的量小于2 mol，故C正确；
D．达平衡时，正反应速率等于逆反应速率，反应未停止，故D错误；
故选D。
2．C
【详解】A．加入适量的6 mol L-1的盐酸，反应速率加快，生成氢气增多，A不符合题意；
B．加入少量醋酸钠溶液，反应生成醋酸，氢离子浓度减少，反应速率减慢，B不符合题意；
C．加热，温度升高，反应速率加快，盐酸的量不变，生成氢气的总量不变，C符合题意；
D．加入少量金属钠，生成氢气增多，D不符合题意；
故选C。
3．D
【详解】一定条件下，在的平衡体系中，、、的浓度分别是、、，若反应正向进行，生成的三氧化硫为、则二氧化硫起始浓度为+=，若反应逆向进行，则生成氧气同时生成二氧化硫、则二氧化硫起始时的浓度-=，则实际反应起始时的浓度范围为~， D不满足；
答案选D。
4．C
【分析】对于CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑的反应来说，温度、浓度、接触面积均影响化学反应速率，优先考虑温度对反应速率的影响，温度相同时，浓度大的反应速率快，以此来解析；
【详解】由表格中的数据可知，B、C中温度高，则B、C中反应速率大于A、D中反应速率，又B、C相比，C中盐酸浓度较大，则反应速率C> B；
故选C。
5．B
【分析】温度、反应物的浓度和固体表面积均会影响化学反应速率，因为加入的是少量铁片，则与稀硫酸反应产生氢气的量是由铁片的物质的量来决定的，据此分析解答。
【详解】A．加KNO3固体，溶液中引入硝酸根离子，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，则不会产生氢气，A不符合题意；
B．滴入几滴浓盐酸，参加反应的氢离子浓度增大，使化学反应速率加快，因为铁片少量，所以不影响产生氢气的量，B符合题意；
C．加入少量铁粉，参加反应的铁固体表面积增大，会增大化学反应速率，同时也会增大生成氢气的量，C不符合题意；
D．滴入几滴硫酸铜溶液后，铁片会与硫酸铜发生置换，生成的铜附着在铁片表面，在稀硫酸环境下构成原电池，可加快化学反应速率，但因为硫酸铜消耗了部分铁，所以会使产生氢气的量减小，D不符合题意；
故选B。
6．C
【详解】A．N2和H2化合形成氨气的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以达到化学平衡时，N2不会完全转化为NH3，错误；
B．物质反应达到平衡时三种物质的物质的量的浓度比不一定为1：3：2，这与反应条件有关，错误；
C．达到化学平衡时，容器内气体的物质的量不变，由于总质量不变，所以气体的平均摩尔质量不再发生变化，正确；
D．达到化学平衡时，化学反应仍然在进行，物质的浓度不变，所以正反应和逆反应的速率都相等，但是不为零，错误。
答案选C。
7．C
【详解】A、反应前后气体的物质的量发生变化，容器中压强逐渐增大，当压强不再发生变化，说明反应到达平衡，故A正确；
B．l molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键，断裂2mol H-O键同时生成l molH-H键，说明反应到达平衡，故B正确；
C．根据反应可知，生成n mol CO的同时生成n mol H2，反应正向进行，不能说明反应到达平衡，故C错误；
D、气体的质量逐渐增大，体积不变，气体的密度逐渐增大，密度不变。说明反应到达平衡，故D正确；
故选C。
【点睛】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此进行判断。化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志：1、各物质的浓度不变。2、各物质的百分含量不变。3、对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志。4、对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。5、对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。6、对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。
8．D
【详解】A．无水乙醇属于非电解质，不能构成原电池；
B．蔗糖属于非电解质，不能构成原电池；
C．Al比Fe活泼，氢氧化钠为电解质，构成原电池，Al为负极，Fe为正极，Fe被保护；
D．构成原电池，Fe为负极，加速铁的腐蚀；
综上所述，形成原电池，反应速率加快，因此铁的腐蚀速率最快的是D选项；
答案为D。
9．C
【分析】根据电池反应式知，Zn失电子化合价升高作负极，不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极，铜离子得电子发生还原反应，则可溶性铜盐溶液作电解质溶液。
【详解】A．应该是Zn作负极、Cu作正极，故A错误；
B．应该是锌作负极、Cu作正极，含铜离子的溶液作电解质溶液，故B错误；
C．Zn作负极、Cu作正极、硫酸铜溶液作电解质溶液可以实现该原电池反应，故C正确；
D．应是含铜离子的溶液作电解质溶液，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．该燃料电池中，通入氢气的一极为负极，即a电极为负极，b电极为正极，故A错误；
B．通入氧气的b电极为原电池的正极，氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4H++4e -=2H2O，故B正确；
C．电池工作时，H2在负极发生失电子的反应生成H+，H+向b电极迁移，故C错误；
D．原电池工作时，电子由负极a经外电路流向正极b，但电子不能进入溶液中，故D错误；
故选：B。
11．C
【详解】可逆反应是在一定条件下既能向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行。反应达到平衡再通入通入18O2气体时，化学平衡向正向移动，生成的SO3中存在18O，但是同时SO3通过分解反应，生成含有18O的 SO2、O2，则18O也会存在于SO2、O2中；
答案选C。
12．D
【详解】A．该装置能将化学能转化为电能，但不是“全部”，故A不符题意；
B．Fe电极为负极，发生氧化反应，故B不符题意；
C．Cu电极发生的电极反应为，故C不符题意；
D．负极电极反应式为，正极电极反应式为，
若两电极质量相等，当电路中转移0.2mol电子后，消耗0.1molFe并生成0.1molCu，两电极的质量差为，故D符合题意；
答案选D。
13．B
【详解】①A是反应物为固体，B、C是生成物且为气体，任何时刻生成1molB的同时会生成2molC，B的体积分数任何时刻都不变，①错误；
②这是一个反应前后气体分子数改变的反应，只有达到平衡时，混合气体总压强才不变，②正确；
③混合气体的总质量不变，代表A的质量不变，说明反应已经达到平衡状态，③正确；
④不论反应达没达到平衡状态，B和C的物质的量之比都是1:2，则任何时刻混合气体的平均相对分子质量都不变，④错误；
综上分析，正确的为②③，答案选B。
14．C
【分析】反应N2+3H22NH3为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到的平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此进行解答。
【详解】A．消耗1molN2的同时，生成2molNH3，表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故A错误；
B．N2、H2、NH3的反应速率比为1：3：2，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故B错误；
C．1molN≡N键断裂的同时，有6molN-H键断裂，表示的是正逆反应速率，其满足计量数关系，说明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．N2和H2浓度相等时，无法判断其浓度是否不再变化，则无法判断平衡状态，故D错误；
故选C。
15． 70% 0.09 a >c =d >b bcg
【详解】(1)N2的初始物质的量0.20mol，第5min时，N2的物质的量为0.06mol，已经转化的氮气的物质的量为：0.20mol-0.06mol=0.14mol，反应在第5min时，N2的转化率=0.14mol/0.2mol×100%=70%，故答案为：70%；
(2)N2的初始物质的量0.20mol，第2min时，N2的物质的量为0.08mol，从0～2min内已经转化的氮气的物质的量为：0.20mol-0.08mol=0.12mol，平均速率v(N2)=△c/△t=0.12mol/(2L×2min) =0.03mol/(L min)，v(H2)=3v(N2)=0.09mol/(L min)，故答案为：0.09mol/(L min)；
(3)反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，反应速率之比等于其计量数之比，
a.
b.
c.
d.
所以该反应进行快慢的顺序为a >c =d >b，故答案为：a >c =d >b；
(4)a．反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态都存在反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2，不能用于判断是否平衡，故a错误；
b．各组分的物质的量浓度不再改变，可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故b正确；
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量不变，可说明达到平衡状态，故c正确；
d．因气体的质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡，混合气体的密度都不变，故d错误；
e．单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2，都为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故e错误；
f． 2v(N2)消耗=v(NH3)消耗，说明正逆反应速率相等，v(N2)消耗=2v(NH3)消耗，不能说明正逆反应速率相等，故f错误；
g．单位时间内3mol H-H键断裂的同时6mol N-H键也断裂，正逆反应速率相等，达到平衡状态，故g正确，故答案为：bcg；
16． AD A A 放出 b 放出 b-a
【详解】Ⅰ．(1)已知H-Cl键的键能为431 kJ·mol-1，表示1 mol 气态H 原子与1 mol气态 Cl原子结合生成1 mol H-Cl键时会放出431 kJ的热量，或拆开1 mol H-Cl键形成1 mol H原子和1 mol的Cl原子吸收431 kJ的热量，故合理选项是AD；
(2)根据已知条件可知键能由大到小顺序为：H-F＞H-H＞H-Cl＞H-Br，物质内含有的化学键的键能越大，断裂该化学键吸收能量越高，含有该化学键的物质就越稳定。由于H-F的键能最大，故物质受热分解时，最稳定的物质是HF，因此合理选项是A；
(3) A．氮气的化学性质比氧气稳定是由于N2中2个N原子通过3个共价键结合，O2中2个O原子通过2个共价键结合，由于N≡N的键能比O=O的键能大，断裂消耗能量更高，因此N2比O2稳定，A符合题意；
B．单质溴、单质碘都是由双原子分子构成的物质，分子之间通过分子间作用力结合。分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质融化、气化消耗的能量就越高，物质的熔沸点就越高。由于分子间作用力：I2＞Br2，所以常温常压下溴呈液态，碘呈固态，与分子内化学键的强弱及键能大小无关，B不符合题意；
C．稀有气体一般很难发生化学反应是由于稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，原子本身已经达到最外层2个或8个电子的稳定结构，与化学键的键能大小无关，C不符合题意；
D．硝酸易挥发而硫酸难挥发是由于HNO3、H2SO4都是由分子构成的物质，由于分子间作用力：HNO3＜H2SO4，所以物质的熔沸点：HNO3＜H2SO4，因此硝酸易挥发而硫酸难挥发，与分子内化学键的强弱及键能大小无关，D不符合题意；
故合理选项是A；
Ⅱ．(1)根据图示可知1 mol N原子和3 mol H原子的能量比1 mol NH3的能量高b kJ，所以由1 mol N原子和3 mol H原子生成1 mol NH3(g)的过程会放出b kJ的热量；
(2)根据图示可知0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)的能量比1 mol NH3(g)的能量高(b-a)kJ，因此当0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)发生反应生成1 mol NH3(g)时会将多余的能量释放出来，反应过程放出热量为(b-a) kJ。
17．(1)3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)二氧化氮与一氧化氮气体
(3) 温度不是反应速率明显加快的主要原因 A NO2
(4) 向该绿色溶液中通入氮气 溶液颜色变蓝
【分析】该实验的目的是探究铜与稀硝酸反应时，温度、催化剂对开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快的影响。
(1)
铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O；
(2)
氢氧化钠溶液用于吸收逸出的一氧化氮和二氧化氮混合气体，发生的反应为氢氧化钠溶液与一氧化氮和二氧化氮反应生成硝酸钠亚硝酸钠和水，故答案为：二氧化氮与一氧化氮气体；
(3)
I．由表中数据可知，随着反应的进行，反应速率明显加快，但温度变化不大，所以温度不是反应速率明显加快的主要原因， 故答案为：温度不是反应速率明显加快的主要原因；
II．由变量唯一化可知，探究铜离子对反应有催化作用时，不能改变硝酸溶液的浓度，不能引入硫酸根离子，则符合条件的试剂为硝酸铜晶体，故选A；
III．由液面上方的气体颜色不断加深，说明铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮与空气中的氧气反应生成了二氧化氮，故答案为：NO2；
(4)
若反应后溶液呈绿色与溶解的二氧化氮有关，可以向该绿色溶液中通入氮气将二氧化氮气体排出，溶液变为蓝色即可证明二氧化氮溶于硝酸铜溶液的推测更为合理，故答案为：向该绿色溶液中通入氮气；溶液颜色变蓝。
18． 3X+Y2Z 0.05mol/(L·min) 30%
【详解】(1)根据图象可知反应进行到2min时X和Y分别减少了0.3mol、0.1mol，X和Y是反应物，Z增加了0.2mol，Z是生成物，2min后达到化学平衡状态，根据变化量之比是化学计量数之比可知该反应的化学方程式3X+Y2Z；
(2)反应开始至2 min末Z的反应速率为＝0.05mol/(L·min)，X的转化率为×100%＝30%。
19． 0.375mol/(L·mol) 2.75mol/L
【详解】(1)2min末测得C的物质的量是3mol，生成C是3mol－2mol＝1mol，根据方程式可知消耗A是1.5mol，浓度是1.5mol÷2L＝0.75mol/L，则用A的浓度变化表示反应的平均速率0.75mol/L÷2min＝0.375mol/(L·mol)；
(2)消耗B是0.5mol，剩余B是6mol－0.5mol＝5.5mol，则在2min末B的浓度为5.5mol÷2L＝2.75mol/L。
试卷第1页，共3页
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