2018人教版高中化学必修2第二章《化学反应与能量》同步练习

第二章 化学反应与能量

建议用时 实际用时 满分 实际得分 90分钟 1 00分

一、选择题(本题包括15小题，每题3分，共45分)

1．节能减排与我们的生活息息相关，参与节能减排是每一位公民应尽的义务。下列举措不符合这一要求的是( )

A．倡导开私家车的人乘公交车上下班

B．国家减免小排量轿车的购置税

C．政府鼓励科研和生产部门开发、利用太阳能

D．加快开发石油以缓解能源紧张问题 2．下列对化学反应的认识正确的是( ) A．氧化还原反应都是放热反应

B．化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成

C．伴随能量变化的物质变化都是化学变化

D．化学反应过程中，分子的种类和数目一定发生改变

3．一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O (96 g)、NH4NO3(50 g)、(NH4)2SO4(40 g)、NaHSO4(40 g)。将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中，使用时把它们混合并用手揉搓就可制冷，制冷效果能维持2～3 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是( )

A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程 B．较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水过程较慢

C．铵盐发生了复分解反应，且为吸热反应

D．NH4NO3溶于水会吸收热量 4．下列属于吸热反应的是( ) A．金属钠与水的反应 B．氢气燃烧 C．浓硫酸的稀释 D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl(固体)混合 5．关于原电池的叙述，正确的是( )

A．任何化学反应，均可以设计成原电池 B．原电池是把化学能直接转化成电能的装置

C．原电池的两极必须都是金属

D．原电池可以提供持续稳定的电流，应用十分广泛

6．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )

A．利用电池外壳的金属材料

B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C．防止电池中渗漏的电解质溶液腐蚀其他物品

D．回收其中的石墨电极

7．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应

2SO＋O催化剂

22500 ℃2SO3

的说法不正确的是( )

A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫

B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零

C．一定条件下，向某密闭容器中加入 2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等

D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题

8． 2SO＋OV2(g)2(g)△2O5

2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述中，正确的是( )

A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率

B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大

C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平

均速率为v＝c2－c1

t

2－t1

9．在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g)已达到平衡的是( )

A．容器内的总压不随时间变化

B．容器中气体的平均相对分子质量不随

时间变化

C．XY气体的物质的量分数不变 D．X2和Y2的消耗速率相等 10．参照反应Br＋H2HBr＋H的能量对应反应历程的示意图，下列叙述中正确的是( )

A．正反应为吸热反应

B．吸热反应一定要加热后才能发生 C．反应物总能量高于生成物总能量

D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率

11．已知H＋＋OH－

===H2O生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ，下列反应中能放出57.3 kJ热量的是( )

A．1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应 B．稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O C．稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成 1 mol水

D．稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水

12.

如图所示的装置中，M为活动性顺序位于

氢之前的金属，N为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，不正确的是( )[来

A．N上有气体放出

B．M为负极，N为正极

C．是化学能转变为电能的装置

D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N

13.

如图所示为普通锌锰电池(即干电池

)的组成和结构示意图，其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2，下列说法正确的是( )

A．锌是正极，MnO2是负极 B．锌是负极，MnO2是正极 C．锌是正极，石墨棒是负极 D．锌是负极，石墨棒是正极

14．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( ) 实反应温Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O 验 [度/℃ V/mL c / (mol·L-1) V/mL c/ V/ (mol·L-1) m L A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 15．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )

A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成 C．放电时OH－向正极移动

D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 二、非选择题(本题包括5小题，共55分) 16．(11分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：

2H激光2O=====TiO22H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：

(1)分解海水时，实现了从________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，实现________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：

A极：2H－－4e－

2＋2O2===2H2O； B极：O2＋4e－===2O2－

则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。

(3)有人以化学反应：2Zn＋O＋

2＋4H===2Zn2＋＋2H2O为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。则原电池的负极材料是________，发生的电极反应为______________________。

17．(10分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为________，正极的电极反应式为

____________________。

(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL 2 mol·L-1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到 11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)__________________________。

18．(10分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋

2H放电

2O充电2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是________。

①放电时NiO(OH)作负极

②充电时Cd(OH)2发生还原反应 ③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能

(2)废弃的镍镉电池已成为严重的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为

______________________________________________。

19．(12分)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。 Si化学键 —Si—H—H—Si—Si—O Cl H Cl Si C 键能/ 46kJ·mol-1 0 360 436 431 176 347 请回答下列问题： (1)已知Si、SiC、SiO2熔化时必须断裂所含化学键，比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)：SiC________Si，Si________SiO2

(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取：

SiCl高温

4(g)＋2H2(g)=====Si(s)＋4HCl(g)， 则2 mol H2生成高纯硅需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。

20．(12分)在某一容积为2 L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示：

回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(2)前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为________。在2 min时，图像发生改变的原因是_______________________________________________________________(用字母表示)。

A．增大压强 B．降低温度 C．加入催化剂 D．增加A的物质的量

第二章 化学反应与能量

参考答案

1. D 解析： 乘公交车或购买小排量汽车均能降低人均耗能量，A、B合理；开发利用太阳能是寻找新型能源，C项合理；石油越开采越少，D项错。

2．B 解析： 化学反应都伴随着能量变化，氧化还原反应不一定都是放热反

高温

应，如：C＋CO2=====2CO是吸热反应，A选项错误；化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程，是原子间重新组合的过程，原子的种类和数目没有发生变化，但分子的种类一定发生变化，而分子的数目可能改变也可能不变，故B选项正确，D选项错误；物质发生化学反应都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴随着能量变化。

3. C 解析： C项明显错误，铵盐不会自身发生复分解反应，而又不具备与Na2SO4·10H2O发生复分解反应的条件，所以C项肯定错误。

4. D 解析： 活泼金属与水(或酸)的反应、燃烧均为放热反应；浓H2SO4溶于水为放热过程；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，D正确。

5. B 解析： 原电池中的氧化还原反应均是自发进行的，故非自发的氧化还原

通电

反应不能设计为原电池，如2H2O=====2H2↑＋O2↑，故A项错误；原电池的两极不一定必须都是金属，如干电池中的正极是碳棒，为非金属，故C项错误；原电池是一种简陋的装置，能产生电流但不稳定，故D项错。

6. B 解析： 随着生产的发展和人们生活水平的提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们重视，废电池中含有汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。

7. B 解析： 对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定程度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时，反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然进行着。

8. D 解析： 本题主要是对影响化学反应速率的因素进行了考查。加入催化剂同时改变正、逆反应速率，A项错误；若是恒容条件，增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大，由于浓度不变，反应速率就不变，B项错误；降低温度使反应速率降低，将增大反应达到平衡的时间，C项错误；根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。

9. C 解析： 该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡。同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化，B不能说明该反应已经达到平衡。X2和Y2的化学计量数相等，其消耗速率始终相等，D不能说明该反应已经达到平衡。C能说明该反应已经达到平衡。

10. A 解析： 由图像知反应物的总能量低于生成物的总能量，故正反应为吸热反应，所以A项正确，C项错误；吸热反应不一定要加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，B项错误；对于任何一个反应而言，升高温度，可以使正反应速率与逆反应速率都加快，D项错误。

11. C 解析： A放出热量应为2 mol×57.3 kJ/mol；B放出热量(即中和热)应略小于57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱、弱酸与强碱的中和反应热值小于57.3 kJ。酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故D错。

12. D 解析： 原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2，则N为正极。电流方向与电子流向相反，应由正极(N)流向负极(M)。

13. D 解析： 要熟悉干电池的构成。锌为负极，石墨棒为正极。

14. D 解析： 反应物的温度越高，反应速率越快；反应物的浓度越大，反应速率越快。反应速率越快，出现的反应现象就越快。D组实验的反应温度最高，c(Na2S2O3)、c(H2SO4)最大。

15. C 解析： 本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，又电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中正极带负电，OH－向负极移动，C项错误。

16. (1)太阳 化学 催化剂 化学 电 H—O 吸热 (2)负 流出 (3)锌 2Zn－＋

－4e===2Zn2

解析： 科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。

17. (1)没有 锌片 2H＋＋2e－===H2↑ (2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1

解析： 铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，锌作为原电池负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应为Zn＋2H＋

＋

===Zn2＋H2↑。当收集到11.2 L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO4为0.5

0.5 L×2 mol·L－1－0.5 mol－1

mol，生成的ZnSO4为0.5 mol，c(H2SO4)＝＝1 mol·L，0.5 L

0.5 mol－

c(ZnSO4)＝0.5 L＝1 mol·L1。

18. (1)②④ (2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液产生有毒的Ni2＋和Cd2＋

解析： (1)放电时Cd作负极，发生氧化反应生成Cd(OH)2；而充电时Cd(OH)2发生还原反应重新生成Cd。

(2)物质以离子的形式存在，植物最容易吸收。从镍镉所对应的化合物的水溶性这一角度去分析，因在酸性土壤中Ni(OH)2和Cd(OH)2易溶解变成Ni2＋和Cd2＋，被植物吸收，造成污染。

19. (1)> < (2)吸收 236

解析： (1)物质熔化时需断键，断键需吸收能量，而键能越大的物质，断键所吸收能量越大，熔点越高。

(2)2 mol H2反应，需1 mol SiCl4，则断裂4 mol Si—Cl键和2 mol H—H键，同时生成1 mol Si和4 mol HCl，则形成2 mol Si—Si键和4 mol H—Cl键。所以吸收能量为360 kJ/mol×4 mol＋436 kJ/mol×2 mol＝2 312 kJ，而放出能量为176 kJ/mol×2 mol＋431 kJ/mol×4 mol＝2 076 kJ，则整个过程能量变化为2 312 kJ－2 076 kJ＝＋236 kJ。

－－

20. (1)4A＋5B6C＋4D (2)0.1 mol·L1·min1 AC

解析： (1)达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8 mol、1.0 mol、1.2 mol、0.8 mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C、D的物质的量增加，应为生成物。故反应的化学方程式为4A＋5B6C＋4D。

0.4 mol2 L

(2)前2 min时，v(A)＝2 min＝0.1 mol·L－1·min－1。从图像看，2～3 min时图像的斜率变大，说明化学反应速率变快。增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率，而降低温度减小化学反应速率。增加A的物质的量，虽能加快化学反应速率，但图像要产生突变。故正确答案为A、C项。

13. D 解析： 要熟悉干电池的构成。锌为负极，石墨棒为正极。

14. D 解析： 反应物的温度越高，反应速率越快；反应物的浓度越大，反应速率越快。反应速率越快，出现的反应现象就越快。D组实验的反应温度最高，c(Na2S2O3)、c(H2SO4)最大。

15. C 解析： 本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，又电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中正极带负电，OH－向负极移动，C项错误。

16. (1)太阳 化学 催化剂 化学 电 H—O 吸热 (2)负 流出 (3)锌 2Zn－＋

－4e===2Zn2

解析： 科学家利用太阳能使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；生成的氢气用于燃料电池时是把化学能转变为电能。A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，电子从该极流出。

17. (1)没有 锌片 2H＋＋2e－===H2↑ (2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1

解析： 铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，锌作为原电池负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应为Zn＋2H＋

＋

===Zn2＋H2↑。当收集到11.2 L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO4为0.5

0.5 L×2 mol·L－1－0.5 mol－1

mol，生成的ZnSO4为0.5 mol，c(H2SO4)＝＝1 mol·L，0.5 L

0.5 mol－

c(ZnSO4)＝0.5 L＝1 mol·L1。

18. (1)②④ (2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液产生有毒的Ni2＋和Cd2＋

解析： (1)放电时Cd作负极，发生氧化反应生成Cd(OH)2；而充电时Cd(OH)2发生还原反应重新生成Cd。

(2)物质以离子的形式存在，植物最容易吸收。从镍镉所对应的化合物的水溶性这一角度去分析，因在酸性土壤中Ni(OH)2和Cd(OH)2易溶解变成Ni2＋和Cd2＋，被植物吸收，造成污染。

19. (1)> < (2)吸收 236

解析： (1)物质熔化时需断键，断键需吸收能量，而键能越大的物质，断键所吸收能量越大，熔点越高。

(2)2 mol H2反应，需1 mol SiCl4，则断裂4 mol Si—Cl键和2 mol H—H键，同时生成1 mol Si和4 mol HCl，则形成2 mol Si—Si键和4 mol H—Cl键。所以吸收能量为360 kJ/mol×4 mol＋436 kJ/mol×2 mol＝2 312 kJ，而放出能量为176 kJ/mol×2 mol＋431 kJ/mol×4 mol＝2 076 kJ，则整个过程能量变化为2 312 kJ－2 076 kJ＝＋236 kJ。

－－

20. (1)4A＋5B6C＋4D (2)0.1 mol·L1·min1 AC

解析： (1)达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8 mol、1.0 mol、1.2 mol、0.8 mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C、D的物质的量增加，应为生成物。故反应的化学方程式为4A＋5B6C＋4D。

0.4 mol2 L

(2)前2 min时，v(A)＝2 min＝0.1 mol·L－1·min－1。从图像看，2～3 min时图像的斜率变大，说明化学反应速率变快。增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率，而降低温度减小化学反应速率。增加A的物质的量，虽能加快化学反应速率，但图像要产生突变。故正确答案为A、C项。

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