高中化学（人教2019）必修二期末知识点复习5 化学反应与能量变化

试卷更新日期：2023-05-10 类型：复习试卷

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一、单选题

1. 某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是

A、该装置工作时化学能转化为电能 B、电池工作时，Zn片发生的电极反应： $Z n - 2 e^{-} = Z n^{2 +}$ C、溶液中 $C u^{2 +}$ 向Zn电极移动， $S O_{4}^{2 -}$ 向Cu电极移动 D、电池工作一段时间后，溶液质量增加

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2. 我国科学家发明了一种 $Z n - P b O_{2}$ 电池： $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + Z n + 2 H_{2} O = P b S O_{4} + Z n {(O H)}_{4}^{2 -}$ 。电解质为 $K_{2} S O_{4}$ 、 $H_{2} S O_{4}$ 和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下。下列说法错误的是

A、Zn为电池的负极 B、a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C、电池工作一段时间后，A区域pH减小，C区域pH变大 D、 $P b O_{2}$ 电极反应： $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 2 H_{2} O = P b S O_{4} + 4 O H^{-}$

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3. 某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
指向铝
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向铜
3
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向镁
根据上表中记录的实验现象，下列说法错误的是

A、实验1中铝电极上发生还原反应 B、实验2中电子从铝片经导线流向铜片 C、实验2和3都是Al做负极，实验1和4都是Al做正极 D、实验3正极的电极反应为2H^＋＋ $2 e^{-}$ =H₂↑

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4. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图所示为 $N_{2} (g)$ 和 $O_{2} (g)$ 反应生成 $N O (g)$ 过程中的能量变化，下列说法正确的是

A、1mol $N_{2} (g)$ 和1mol $O_{2} (g)$ 反应吸收的能量为180kJ B、1mol $N_{2} (g)$ 和1mol $O_{2} (g)$ 具有的总能量大于2mol $N O (g)$ 具有的总能量 C、在1L的密闭容器中发生此反应，10min内 $N_{2} (g)$ 减少了1mol，因此10min内的平均反应速率为 $v (N O) = 0.1 m o l / (L \cdot m i n)$ D、NO是一种酸性氧化物，且能与 $O_{2}$ 直接反应生成 $N O_{2}$

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5. 下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是

A、锌粒和稀硫酸反应 B、灼热的木炭与CO₂反应 C、甲烷在空气中燃烧的反应 D、Ba(OH)₂·8H₂O晶体与NH₄Cl晶体的反应

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6. 石墨转化为金刚石反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A、该反应为放热反应 B、石墨比金刚石稳定 C、该反应在常温下即可发生 D、相同质量的金刚石与石墨完全燃烧放出的热量相同

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7. 下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是

A、 $C O_{2} + C = 2 C O$ B、 $S O_{3} + H_{2} O = H_{2} S O_{4}$ C、 $C H_{4} + 2 O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{点燃}} \end{array} C O_{2} + 2 H_{2} O$ D、 $B a {(O H)}_{2} + H_{2} S O_{4} = B a S O_{4} + 2 H_{2} O$

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8. $C (s)$ 与 $O_{2} (g)$ 生成 $C O_{2} (g)$ 的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示。下列说法错误的是

A、 $C (s)$ 燃烧是放热反应 B、 $C (s) + C O_{2} (g) = 2 C O (g)$ $Δ H = Δ H_{1} - Δ H_{2}$ C、1mol $C (s)$ 和1mol $C O (g)$ 分别在足量 $O_{2} (g)$ 中燃烧生成 $C O_{2} (g)$ ，前者放热多 D、化学反应的 $Δ H$ 只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关

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9. 下图分别表示HCl、N₂O₄(g)、N₂O₄(l)的能量变化图，有关说法错误的是

A、①中步骤 I 和 II 的变化过程都会放出热量 B、由②可以看出化学反应中的能量变化的大小与物质的状态有关 C、化学键的断裂与形成是化学反应发生能量变化的主要原因 D、化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小

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10. 某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下：
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Mg、Al
稀硫酸
偏向Al
2
Cu、Al
稀硫酸
……
3
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，推断下列说法正确的是

A、实验1、2中Al均做电池的负极，提供电子 B、实验2中H⁺在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向Al C、实验3中的Al电极反应式为 $A l - 3 e^{-} + 4 O H^{-} = A l O_{2}^{-} + 2 H_{2} O$ D、通过实验3可说明金属性： $M g > A l$

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11. 化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述错误的是

A、化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成 B、 $B a {(O H)}_{2} \cdot 8 H_{2} O$ 晶体与 $N H_{4} C l$ 晶体的反应，反应物的总能量比生成物的总能量高 C、图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能 D、图Ⅱ所示的反应为吸热反应

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12. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
装置一
装置二
装置三
装置四
部分实验现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是

A、a>b>c>d B、b>c>d>a C、d>a>b>c D、a>b>d>c

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13. 下列反应中，属于氧化还原反应，且在反应过程中能量的变化如图所示的是

A、由Zn和稀H₂SO₄制氢气 B、CaCO₃分解反应 C、Ba(OH)₂•8H₂O晶体和NH₄Cl晶体混合 D、灼热的炭粉与二氧化碳反应

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14. 已知拆开1molO₂(g)中的化学键需要吸收498kJ的能量。根据能量变化示意图，下列说法错误的是

A、1molH₂(g)和0.5molO₂(g)生成1molH₂O(l)放出240.2kJ能量 B、2molH₂(g)和1molO₂(g)比2molH₂O(g)能量高480.4kJ C、拆开1molH₂(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量 D、H₂(g)和O₂(g)形成H₂O(g)中的1molH-O键放出462.8kJ的能量

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15. 某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是

A、a和b不连接时，铁片上会有 $H_{2}$ 产生 B、a和b用导线连接时，电子由a流向b C、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为 $C u^{2 +} + 2 e^{-} = C u$ D、a和b连接时，铁会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色；a和b不连接时，铁片不发生反应

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16. 汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为 $P b O_{2} (s) + P b (s) + 2 H_{2} S O_{4} (a q) = 2 P b S O_{4} (s) + 2 H_{2} O (l)$ ，根据此反应判断，下列叙述正确的是

A、 $P b O_{2}$ 是电池的负极 B、正极的电极反应式为 $P b + S O_{4}^{2 -} - 2 e^{-} = P b S O_{4}$ C、铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1mol $H_{2} S O_{4}$ D、电池放电时，两电极质量均增加，且每转移2mol电子时正极质量增加64g

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二、综合题

17. 回答下列问题

(1)、如图，某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
①若两个电极分别是锌、铜，电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式；
②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠时，该原电池的负极为；该原电池的电池总反应为；
③若电池的总反应是 $2 F e C l_{3} + F e = 3 F e C l_{2}$ ，正极反应式是；若该电池反应消耗了0.1mol $F e C l_{3}$ ，则转移电子的数目约为。

(2)、为了验证 $F e^{3 +}$ 与 $C u^{2 +}$ 氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是(填序号)。

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18.

(1)、I.中国积极推进低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
已知反应CO(g)+2H₂(g) $\underset{}{⇌}$ CH₃OH(g)中相关的化学键键能数据如表：
化学键
H－H
C－O
C≡O
H－O
C－H
E(kJ·mol^-1)
436
343
1076
465
413
①若有1molCH₃OH生成，反应需要(填“吸收”或“放出”)kJ能量。
②某温度下，某定容容器中充入1molCO和2molH₂发生上述反应，对于该反应，下列说法正确的是。
A．反应过程中n(CO)：n(H₂)不变
B．若容器内气体密度不变，说明反应达到平衡
C．升高温度，正反应速率减小
D．n(CO)：n(H₂)；n(CH₃OH)=1：2：1说明反应已达平衡

(2)、工业上还常用CO₂和H₂为原料合成甲醇(CH₃OH)，过程中发生如下两个反应：
反应I.CO₂(g)+3H₂(g) $\underset{}{⇌}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)
反应II.CO₂(g)+H₂(g) $\underset{}{⇌}$ CO(g)+H₂O(g)
温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH₃OH，往容器中通入1molCO₂、3molH₂进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如表所示。
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/MPa
120
105
95
90
88
88
请计算反应开始至40min时，CH₃OH的平均反应速率MPa/min；平衡时n(CH₃OH)是n(CO)的4倍，则H₂的平衡分压是MPa。(分压=总压×气体物质的量分数)

(3)、II.乙醇燃料电池可以作为笔记本电脑、汽车等的能量来源，其工作原理如图所示。请回答下列问题：
请写出电极a上的电极反应式。

(4)、放电过程中1mol乙醇参与反应，理论上需要消耗标况下的O₂的体积为。

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19. 根据所学知识，回答下列问题。

(1)、I.铁片与稀硫酸反应的能量变化特征如图所示：
该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)、若要使该反应速率加快，下列措施可行的是____(填正确选项的字母编号)。

A、改用铁粉 B、改用98％的硫酸 C、适当升高温度

(3)、II.以相同大小铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示：
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流 $/ μ A$
1
番茄
1
98.7
2
番茄
2
72.5
3
苹果
2
27.2
该实验目的是研究水果种类和对水果电池电流大小的影响。

(4)、该实验装置中，正极的材料是，负极的电极反应式是。

(5)、当有3.25gZn参与反应，转移的电子数目为。

(6)、III.某温度下，体积为1L恒容密闭容器中，X、Y两种气体物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
由图中数据分析，该反应的化学方程式为。

(7)、2min时容器内的压强与起始压强之比为。

(8)、在0～2min内，用Y表示的反应速率为。

(9)、不能说明该反应达到平衡状态的是____(填正确选项的字母编号)。

A、容器内压强不再变化 B、混合气体的密度不再变化 C、X气体与Y气体的浓度不再变化 D、容器内混合气体平均摩尔质量不再变化

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20. 硫的氧化物既是大气污染物，也是重要的化工原料，研究大气中含硫化合物的转化具有重要意义。

(1)、下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
I. $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 S O_{3} (g)$      $Δ H = - 196.6 k J \cdot m o l^{- 1}$
II. $2 N O (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$      $Δ H = - 113.0 k J \cdot m o l^{- 1}$
则 $S O_{2} (g)$ 与 $N O_{2} (g)$ 反应生成 $S O_{3} (g)$ 和 $N O (g)$ 的热化学方程式为。若该反应在恒温、恒容体系中进行，达到平衡的标志为(填选项字母)
A． $S O_{2}$ 的质量保持不变
B． $S O_{2}$ 、 $N O_{2}$ 、 $S O_{3}$ 和 $N O$ 的物质的量之比为1：1：1：1
C． $N O_{2}$ 的正反应速率为零
D．在给定条件下，可逆反应完成程度达到最大

(2)、反应I是工业上生产硫酸的关键步骤。在容积为2L的恒温密闭容器中通入10mol $S O_{2}$ 和5mol $O_{2}$ ，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
①恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是(填字母)。
A．增加 $O_{2}$ 的浓度    B．选择高效催化剂    C．充入氦气    D．适当降低温度
②2min时， $v_{正} (S O_{2})$ $v_{逆} (S O_{2})$ (填“>”、“<”或“=”)，0~5min内，反应的平均速率 $v (S O_{3}) =$ $m o l^{- 1} \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ 。
③画出 $O_{2}$ 的物质的量随反应时间变化的曲线。

(3)、二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。
①该电池放电时，被还原的物质是，电子从(填“b→a”或“a→b”)
②该电池的负极反应为。

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21. 研究化学反应的快慢和限度，对工农业生产和人们生活有重要的意义。

(1)、Ⅰ.某反应过程的能量变化如图所示：
由图中曲线变化可知，该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，破坏旧键需要吸收的能量为(填“E₁”、“E₂”、“E₁+E₂”或“E₂-E₁”下同)，破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为。

(2)、Ⅱ.一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成气态物质，反应中各气态物质的物质的量变化如图所示：
该反应的化学方程式为：；

(3)、0-6s内B的化学反应速率为：。

(4)、Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为： $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌_{Δ}^{催化剂} 2 S O_{3} (g)$ ，在2L恒容绝热密闭容器中投入2molSO₂和适当过量的O₂ ，在一定条件下充分反应，如图是SO₂和SO₃随时间的变化曲线。
下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是；
①容器中压强不再改变；          ②容器中气体密度不再改变；
③O₂的物质的量浓度不再改变；        ④SO₃的质量不再改变；

(5)、根据图示计算达到平衡时SO₂的转化率为  ；

(6)、Ⅲ.碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中正极反应式为 $O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-} = 4 O H^{-}$
下列说法错误的是
①电池放电时通入空气的电极为负极；
②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱；
③电池放电时每消耗3.2gH₂转移3.2mol电子。

(7)、写出该燃料电池的负极反应式：。

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22. 工业制硫酸中的一步重要反应是 $S O_{2}$ 的催化氧化。在2L密闭容器中，充入 $S O_{2}$ 和 $O_{2}$ ，在催化剂、500℃的条件下发生反应。请结合下图数据，回答下列问题。

(1)、写出该反应的化学方程式。

(2)、反应开始至20min末，以 $S O_{2}$ 的变化表示该反应的平均速率是。

(3)、下列叙述不能判断该反应达到平衡状态是____(填字母)

A、容器中压强不再改变 B、 $S O_{3}$ 的质量不再改变 C、 $S O_{2}$ 的浓度与 $S O_{3}$ 的浓度相等 D、单位时间内生成1mol $S O_{2}$ ，同时生成1mol $S O_{3}$

(4)、已知2mol $S O_{2}$ 与1mol $O_{2}$ 的总能量比2mol $S O_{3}$ 的能量大196kJ。以下能正确表示 $S O_{2}$ 催化氧化生成 $S O_{3}$ 的能量变化过程的图示是____(填字母)

A、 B、 C、 D、

(5)、某课外活动小组利用 $S O_{2}$ 能使酸性 $K M n O_{4}$ 溶液褪色的原理测定空气中的 $S O_{2}$ 含量，这一现象体现了 $S O_{2}$ 的性。

(6)、某企业利用下图流程综合处理工厂排放的含 $S O_{2}$ 的烟气，以减少其对环境造成的污染。“氨气吸收塔”中发生反应的化学方程式为，在整个流程中可循环利用的物质为(填化学式)。

(7)、硝酸工业的尾气中含有NO， $P l - g - C_{3} N_{4}$ 光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。图中 $N O_{2}$ 最终转化为 $H N O_{3}$ 的化学方程式为。

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实验编号	电极材料	电解质溶液	电流计指针偏转方向
1	Mg、Al	稀盐酸	指向铝
2	Al、Cu	稀盐酸	偏向铜
3	Al、石墨	稀盐酸	偏向石墨
4	Mg、Al	NaOH溶液	偏向镁

编号	电极材料	电解质溶液	电流表指针偏转方向
1	Mg、Al	稀硫酸	偏向Al
2	Cu、Al	稀硫酸	……
3	Mg、Al	NaOH溶液	偏向Mg

化学键	H－H	C－O	C≡O	H－O	C－H
E(kJ·mol^-1)	436	343	1076	465	413

实验编号	水果种类	电极间距离/cm	电流 $/ μ A$
1	番茄	1	98.7
2	番茄	2	72.5
3	苹果	2	27.2

时间/min	0	10	20	30	40	50
压强/MPa	120	105	95	90	88	88