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单元质量评估(二)
其次章
(60分钟 100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题4分,共60分)
1.下列有关能量转化的生疏正确的是( )
A.通过植物的光合作用,太阳能转化为热能
B.使用电炉加热食物,将电能转化为化学能
C.生物体内化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧,只是将化学能转化为热能
2.(双选)下列说法中正确的是( )
A.焦炭在高温下与水蒸气的反应是吸热反应
B.氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应
C.只要有足够的空气,燃料就能充分燃烧
D.化学反应的过程,都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来的过程
3.下列说法中正确的是( )
A.锌锰干电池是二次电池
B.铜片、锌片、导线和高橙组成的水果电池,负极是铜片
C.铅蓄电池的放电过程,从能量转换形式看是化学能转化为电能
D.原电池工作时溶液中的阳离子移向负极
4.(2021·济南高一检测)现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,发生反应4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),4 min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1
5.(双选)对下列化学反应的热现象的说法正确的是( )
A.放热反应发生时不必加热
B.化学反应过程中确定有能量变化
C.吸热反应需要加热后才能发生
D.化学反应吸取或放出热量的多少与参与反应的物质的多少有关
6.(2021·苏州高一检测)CO和NO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳。对此反应下列叙述正确的是( )
A.使用催化剂不转变反应速率
B.降低压强能加快反应速率
C.上升温度能加快反应速率
D.转变压强对反应速率无影响
7.有关零排放车载燃料电池叙述正确的是( )
A.正极通入H2,发生还原反应
B.负极通入H2,发生还原反应
C.导电离子为质子,且在电池内部由正极定向移向负极
D.总反应式为2H2+O2====2H2O
8.确定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是( )
A.N2、H2和NH3的物质的量分数不再转变
B.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
C.N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍
D.单位时间里每增加1 mol N2,同时增加3 mol H2
9.(2021·佛山高一检测)确定温度下,反应N2+O22NO在密闭容器中进行,下列措施不转变化学反应速率的是( )
A.缩小体积使压强增大 B.恒容,充入N2
C.恒容,充入He D.恒压,充入He
10.已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1
D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
11.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe====3Fe2+,能实现该反应的原电池是( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液
B.正极为C,负极为Fe,电解质为FeSO4溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Cu,电解质为CuSO4溶液
12.(2021·合肥高一检测)确定条件下,在体积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应过程如图:
下列说法正确的是( )
A.t1min时正逆反应速率相等
B.X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C.0 min～8 min,H2的平均反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
D.10 min～12 min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
13.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断开)1 mol化学键时释放(或吸取)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现供应以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P:198,P—O:360,O＝O:498,则1 mol白磷发生反应P4(白磷)+3O2====P4O6的热效应为( )
A.放出1 638 kJ的热量 B.吸取1 638 kJ的热量
C.放出126 kJ的热量 D.吸取126 kJ的热量
14.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,确定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a～b段小于b～c段
15.(力气挑战题)把握适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池(盐桥可以使自由离子通过)。下列推断不正确的是( )
A.反应开头时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开头时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
16.(12分)下列反应:①氢氧化钠与硫酸 ②一氧化碳与氧气 ③八水合氢氧化钡与氯化铵 ④金属铜与硝酸银。其中(用序号填空):
(1)属于放热反应的是 ;
(2)属于吸热反应的是 ;
(3)能设计成原电池的反应是 ;
(4)能设计成燃料电池的反应是 。
17.(14分)某可逆反应从0 min～2 min进行过程中,在不同反应时间各物质的量的变化状况如图所示。
(1)该反应的反应物是 ,生成物是 。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)反应开头至2 min时,能否用C表示反应速率?
。若能,其反应速率为 ,若不能,则其缘由为____________。
(4)2 min后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了 状态。
18.(14分)(2021·哈尔滨高一检测)有A、B两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性挨次,并探究产物的有关性质。分别设计如图所示的原电池,请完成以下问题:
(1)负极材料:A池 ,B池 。
(2)电极反应式:
A池正极 ;
B池负极 。
(3)由上述试验分析“利用金属活动性挨次表直接推断原电池的正负极”_____
(填“牢靠”或“不行靠”),若不行靠请提出另一方案 。
答案解析
1.【解析】选C。A项,光合作用是光能转化为化学能;B项,电炉加热食物是电能转化为热能;D项,燃料燃烧时,化学能转化为热能和光能等。
2.【解析】选A、B。燃料燃烧还需达到自身的着火点,故C错。化学反应的过程可看作是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来,或者是热能等转化为物质内部的能量被“贮存”起来的过程,故D错。
3.【解析】选C。锌锰干电池是一次性电池,A错误;锌比铜活泼,锌作负极,B错误;铅蓄电池的放电过程,从能量转换形式看是化学能转化为电能,C正确;原电池工作时溶液中的阳离子移向正极,D错误。
4.【解析】选C。设4 min时,生成6xmol H2O(g),
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) n(总)
起始 4 3 0 0 7
变化 4x 3x 2x 6x
4 min 4-4x 3-3x 2x 6x 7+x
据题意,则有:6x7+x=0.4解得:x=0.5
则4 min内H2O的变化浓度为
Δc(H2O)=3mol2 L=1.5 mol·L-1
v(H2O)=1.5mol·L-14min=0.375 mol·L-1·min-1,
再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为
v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1,
v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1,
v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min-1。
5.【解析】选B、D。本题主要考查对化学反应中能量变化学问的理解。有很多放热反应也需要加热,如燃烧反应大多需要点燃,不能从是否需要加热的角度来推断吸热反应和放热反应。不同的物质所具有的能量不同,只要物质发生变化,能量就会变化,能量变化的多少与参与反应物质的多少成正比。
6.【解析】选C。使用催化剂可以加快反应速率;上升温度能加快反应速率;由于该反应有气体参与和生成,所以转变压强对反应速率会有影响;降低压强能减缓反应速率。
7.【解析】选D。该燃料电池为氢氧燃料电池,其总反应式为2H2+O2====2H2O,该燃料电池是通过质子(H+)来传递电荷的,H+也分别参与了正、负电极的反应,但H+在电池的内部应由负极(产生H+)定向移动至正极(消耗H+),负极通入H2,发生氧化反应,正极通入O2,发生还原反应。
8.【解析】选A。N2、H2和NH3的物质的量分数不再转变说明正逆反应速率相等,所以达到了平衡,A正确;浓度之比等于化学计量数之比不愿定达到平衡,所以B不正确;N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍时,不愿定达到平衡,C不正确;生成氮气和生成氢气均是说的逆反应方向,所以D不正确。
9.【解析】选C。A选项,气体的物质的量不变,缩小体积,气体的浓度必定增大,反应速率必定增大;B选项,容积不变,充入N2,使反应物N2的浓度增大,浓度越大,反应速率越大;C选项,容积不变,充入He,虽然反应容器内压强增大,但反应物N2、O2、NO的浓度并没有变化,因此不影响反应速率;D选项,压强不变,充入He,反应容器的体积必定增大,压强虽然没变,但N2、O2、NO的浓度减小,反应速率减小。
【易错提示】压强与速率的关系的“不愿定”
(1)对于有气体参与的反应,体系的压强增大反应的速率不愿定增大,如恒容的容器中充入稀有气体,气体的压强增大,但反应物、生成物的浓度不变,则速率不变。
(2)对于有气体参与的反应,体系的压强不变反应的速率不愿定不变,如恒压的容器中充入稀有气体,气体的压强不变,但容器的体积增大,反应物、生成物的浓度减小,则速率减小。
10.【解析】选B。若SO2、O2完全反应,c(SO3)最高可达0.4 mol·L-1;SO3完全分解,c(SO2)、c(O2)最高可达0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1。但反应为可逆反应,不行能进行到底。所以0.4 mol·L-1>c(SO2)>0,0.2 mol·L-1>c(O2)>0,0.4 mol·L-1>
c(SO3)>0。D项表示平衡时反应物SO2和生成物SO3均削减,这是不行能的,违反了质量守恒定律。
11.【解析】选A。由2Fe3++Fe====3Fe2+得出负极反应式为Fe-2e-====Fe2+,正极反应式为2Fe3++2e-====2Fe2+,可知负极材料为铁,正极材料为比铁不活泼的导体,电解质溶液中必需有Fe3+,A正确。
【技法小结】设计原电池的一般步骤
(1)确定自发进行的氧化还原反应的氧化剂和还原剂;
(2)将氧化还原反应拆分为两个半反应:
氧化反应:还原剂-ne-====氧化产物;
还原反应:氧化剂+ne-====还原产物;
(3)依据原电池构成的条件确定原电池的正、负极材料和电解质溶液。
12.【解析】选B。t1min时,只是X和Y的物质的量相等,没有达到平衡状态,说明正逆反应速率不相等;依据图像,Y表示H2的物质的量随时间的变化关系,X表示NH3的物质的量随时间的变化关系,0 min～8 min,H2的平均反应速率v(H2)=0.011 25 mol·L-1·min-1,依据H2的变化量可计算出10 min～12 min时N2的平均反应速率v(N2)=0.002 5 mol·L-1·min-1。
13.【解析】选A。由反应方程式知,该反应的能量变化包括1 mol P4、3 mol O2断裂键吸取的能量和1 mol P4O6成键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol P—P键,3 mol O2含3 mol OO键,1 mol P4O6含12 mol P—O键,故放出热量和吸取热量的差值为360×12 kJ-(198×6 kJ+498×3 kJ)=1 638 kJ,即放出1 638 kJ的热量。
14.【解析】选D。当反应速率保持不变的时候,反应达到平衡状态,明显c点没有达到平衡,A错误;随着反应的进行,反应物的浓度会越来越小,故反应物浓度a点大于b点,B错误;假如只考虑浓度对反应速率的影响,正反应速率应当越来越小,但是由图可知,a、b、c三点速率越来越大,这说明反应是放热的,故反应物的总能量高于生成物的总能量,C错误;图中曲线a～b正下方的面积代表Δt1时间段内SO2的转化浓度,曲线b～c正下方的面积代表Δt2时间段内SO2的转化浓度,明显曲线b～c正下方的面积大,故b～c段内SO2的转化率大,D正确。
【互动探究】(1)图中a、b、c三点逆反应速率的大小挨次如何?
提示：由图知a、b、c三点都没有达到平衡,正在向正反应方向进行,生成物的浓度渐渐增大,且反应放热使温度上升,故逆反应速率c>b>a。
(2)图中正反应速领先渐渐增大,后又渐渐减小的缘由是什么?
提示：随着反应的进行反应物的浓度渐渐减小,有使正反应速率减小的趋势;但反应放热使反应体系的温度上升,有使正反应速率增大的趋势;在反应开头阶段温度上升快,正反应速率增大,在反应后半阶段反应物的浓度减小快,正反应速率减小。
15.【解析】选D。由反应2Fe3++2I-2Fe2++I2可知,反应开头时甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;电流计读数为零,说明单位时间内由甲流向乙的电子数与由乙流向甲的电子数相等,生成Fe3+的物质的量与消耗Fe3+的物质的量相等,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,则平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极;故选D。
16.【解析】酸碱中和反应、燃烧、活泼金属置换不活泼金属反应属于放热反应,③属于典型的吸热反应。燃烧和置换反应确定是氧化还原反应,理论上均可设计成原电池,且CO燃烧可设计成燃料电池。
答案：(1)①②④ (2)③ (3)②④ (4)②
17.【解析】(1)由题中反应的图像可知,在反应的过程中,A、B的物质的量渐渐减小,C的物质的量渐渐增大,所以A、B是反应物,C是生成物。
(2)依据物质的量变化量之比等于反应的化学计量数之比可以得到,该反应的化学方程式是2A+B2C。
(3)反应速率是浓度的变化量和时间的变化量的比值,由于反应容器的体积未知,不能求算反应浓度变化,所以无法求算反应的速率。
(4)由于各物质的物质的量不再发生变化,所以反应达到了化学平衡状态。
答案：(1)A、B C (2)2A+B2C
(3)不能 无体积,无法求出浓度变化值
(4)平衡
18.【解析】装置A中,Mg、Al都与H2SO4反应,由于Mg活泼作负极;装置B中只有Al与NaOH反应,故Al作负极,电极反应为Al-3e-+4OH-====AlO2-+2H2O。
由A、B装置可知不能直接依据金属活动性挨次表推断原电池的正负极。但可以借助电流计测定电流的方向,推断电子流淌方向,确定原电池的正负极。
答案：(1)Mg Al
(2)2H++2e-====H2↑
Al-3e-+4OH-====AlO2-+2H2O
(3)不行靠 将两种金属电极连上电流计而构成原电池,利用电流计检测电流的方向,从而推断电子流淌方向,由此确定原电池的正负极
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