专题2 化学反应与能量转化
(时间：100分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(共48分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意) 1．化学反应伴随着能量的变化。下列过程中的能量变化不是由化学反应引起的是( ) A．天然气燃烧B．中和反应
C．冰的熔化D．Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应 2．对于反应中的能量变化，表述正确的是( )
A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量 B．断开化学键的过程会放出能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．氧化反应均为吸热反应
3．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电
－－－－
极反应式：Zn＋2OH－2e===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e===2Ag＋2OH，下列判断不正确的是( )
A．锌为正极，Ag2O为负极B．锌为负极，Ag2O为正极
C．原电池工作时，负极区溶液pH减小D．原电池工作时，正极区溶液pH增大
4．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )
A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极，b点是正极
5．2SO2(g)＋O2(g)V2 O5 △
2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
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
c2－c1
均速率为v＝
t2－t1
6．在铜—锌—硫酸构成的原电池中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出1gH2 ④铜片上析出1molH2 A．①③B．①④C．②③D．②④
7．在一定条件下，N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是( ) A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变 8．实验室中制取氢气，最好的方法是( ) A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
9．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( )
A．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
1
B．将相同大小、形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大 C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同浓度相同体积的双氧水，其中一支试管中再加入几滴氯化铁溶液，产生氧气的快慢不同
＋
10．某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H，其基本结构见右图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
－－
B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
＋
D．H由a极通过固体酸电解质传递到b极
11．对于敞口容器中的化学反应：Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)，下列叙述中不正确的是( )
A．Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量 B．反应过程中能量关系可用右图表示
C．若将该反应设计成原电池，则Zn为负极
D．若将该反应设计成原电池，当有32.5g锌溶解时，正极放出11.2L气体
12．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，下列图中表示其产生H2的总体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
13．把A、B、C、D4块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两连接可以组成各种原电池。A、B连接时，A为负极；C、D连接时，电流由D到C；A、C连接时，C极产生大量气泡；B、D连接时，B极上产生大量气泡。则这4种金属的活动性顺序(由强到弱)为( )
A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A 14．一定温度下，可逆反应3X(g)＋Y(g)2Z(g)达到限度的标志是( )
A．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYB．X的生成速率与Z的生成速率相等 C．X、Y、Z的浓度相等D．X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2 15．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C.两烧杯中溶液的pH均减小D．产生气泡的速度甲比乙快 16．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率 逆反应速率 －1－1－1－1A vA＝2mol·L·min vB＝2mol·L·min －1－1－1－1B vA＝2mol·L·min vC＝2mol·L·min －1－1－1－1C vA＝1mol·L·min vB＝2mol·L·min
2
D 题号 答案 1 2 3 vA＝1mol·L－1·min－1 vC＝1.5mol·L－1·min－1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 第Ⅱ卷(共52分) 二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(8分)如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)产生上述现象的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。 (3)写出有关反应的离子方程式_______________________________________
________________________________________________________________________。 (4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量____________(填“大于”、“小于”或“等 于”)镁片和盐酸的总能量。
18．(10分)现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)2FeCl3＋Cu===2FeCl2
＋CuCl2
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池(填“能”或“不 能”)(A)________(B)_____ ___；
(2)如果(A或B)不能，说明其原因
________________________________________________________________________； (3)如果(A或B)可以，则在右面方框中画出装置图并写出正、负极材料及电极反应式 负极：________、______________________________________； 正极：________、___________________________________。
19．(5分)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，据此判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时，电解质溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”) (3)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。 (4)电流方向从________极流向________极。 20.
3
(9分)把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L盐酸溶液的烧杯中，该铝片与盐酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因，用化学方程式解释为____________________ ________________________________________________________________________； (2)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是________________________ ________________________________________________________________________； (3)向溶液中加入下列物质，能加快上述化学反应速率的是_____________________。 A．蒸馏水 B．改用铝粉 C．饱和氯化钠溶液 D．浓盐酸 E．少量硫酸铜溶液
－1
21．(12分)Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如如图。
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：_________________。 (2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________________。 Ⅱ.如图是可逆反应X2＋3Y2??2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是______
A．t1时，只有正方向反应 B．t2时，反应达到限度 C．t2～t3，反应不再发生
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
Ⅲ.以下是关于化学反应2SO2＋O2??2SO3的两个素材：
素材1：某温度和压强下，2升容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量 物 质 的 量 物 (mol) 质 时 间 (s) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1 O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9 素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率：(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2
的百分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大) 压 转 强 化 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 10MPa 温
度 率 4
400℃ 500℃ 600℃ 99.2 93.5 73.7 99.6 96.9 85.8 99.7 97.8 90.0 99.9 99. 3 96.4[.Com] 根据以上的两个素材回答问题： (1)根据素材1中计算20～30s期间，用二氧化硫表示的化学反应平均速率为________。 (2)根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度的途径有
________________________________________________________________________。 (3)根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是________________________________________________________________________。
5
22．(8分)在1×10Pa和298K时，将1mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所
－1
需要的能量称为键能(kJ·mol)。下面是一些共价键的键能：(已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键)
共价键 H2分子 N2分子 NH3分子 －1键能(kJ·mol) 436 945 391 (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应； (2)在298K时，取1molN2和3molH2放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1，则Q1为________；
(3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是____________。 A．Q1＞Q2 B．Q1＜Q2 C．Q1＝Q2
如此选择的理由：______________________________________________________ ________________________________________________________________________。
专题2 化学反应与能量转化
1．C [冰的熔化是物理变化，答案为C项。]
2．A [断开化学键需要吸收能量，B项不正确；有些放热反应也需要加热才能进行，C项不正确；大多数自发进行的氧化还原反应是放热反应，D项不正确。]
3．A [根据反应式，锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，所以锌为负极，Ag2O为正极，A项不正确。]
4．D [本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl的实验的讨论。在电解时铅
－－＋
笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O＋2e===2OH＋H2↑(或2H＋2e－－
===H2↑)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH产生，所以会出现红色字迹。综合分析知D正确。]
5．D [催化剂可以同等程度的改变正、逆反应速率，A项不正确；增大反应体系压强的方法有许多种，当向反应体系中充入无关气体时，压强增大，但反应速率不变，B项不正确；降低温度减慢反应速率，达到平衡的时间增长，C项不正确；反应速率就是用某一时间
Δcc2－c1
段内浓度的变化值除以反应时间，v(SO3)＝＝，D项正确，故答案为D项。]
Δtt2－t1－2＋
6．A [该电池中负极反应式为Zn－2e===Zn，当有1 mol电子通过时，锌片溶解0.5
＋－
mol，即32.5 g，①正确，②不正确；正极反应式为2H＋2e===H2↑，当有1 mol电子通过时，铜片上析出0.5 mol H2，即1 g，③正确，④不正确，故答案为A项。]
7．B [随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，最后达平衡时，二者相等但均不为零，B项不正确。]
8．D [粗锌中的锌与铜或银在稀硫酸中可形成原电池，从而加快氧化还原反应的反应速率。]
9．B [化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质，B中反应物不同，反应速率不同，错误；固体反应物的接触面积越大，反应速率越大，A项正确；光照可加快浓硝酸的分解，C正确；使用催化剂可加快化学反应速率，D项正确。]
10．D [首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；B选
－＋
项反应应为O2＋4e＋4H===2H2O；C没有注明是标准状况。]
11．D [金属与酸反应是放热反应，是因为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项
5
正确；B项中的图示正确的表示了反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，正确；该反应中锌被氧化，若设计为原电池其为负极，正确；D项中有32.5 g锌溶解时，正极放出0.5 mol氢气，因为未指明是否为标准状况，氢气的体积不一定是11.2 L，D项错误。]
2＋2
12．D [由题意知，锌的质量决定H2的产量，在a中加入CuSO4，发生反应Cu＋Zn===Zn＋
＋Cu，可形成Cu－Zn原电池，加快了Zn的反应速率，但消耗了一部分锌，符合题意的图像是D项。]
13．B [由原电池原理可知，作为负极的金属活动性比正极金属活动性强。电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可作出如下判断：在题述原电池中，A—B原电池A为负极，金属活动性A>B；C—D原电池中，C为负极，金属活动性C>D；A—C原电池中，A为负极，金属活动性A>C；B—D原电池中，D为负极，金属活动性D>B。]
14．A [化学平衡状态的实质是正逆反应速率相等，标志为反应体系中各物质的浓度不再改变，故A项正确，B项错误；C、D中所描述的各物质的浓度或分子数之间的量化关系取决于起始投料情况，与是否达到平衡状态无关。]
15．D [甲、乙两装置中发生的化学反应均为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，由于甲中形成原电池，氢气在铜片上析出；乙中未形成原电池，氢气在锌片上析出，甲中反应速率比乙中
＋
快。故A、B错误，D项正确；甲乙两装置中均消耗硫酸，使溶液中c(H)减小，pH增大，C项错误。]
16．D [化学反应平衡状态的实质是正逆反应速率相等，用同种物质表示正逆反应速率时数值相等，用不同种物质表示正逆反应速率时数值相当，即数值之比与化学计量数之比相等。D项中v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，则表示正逆反应速率相等。]
17．(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体(或烧杯中溶液变浑浊)
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
＋2＋
(3)Mg＋2H===Mg＋H2↑ (4)小于
解析 镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物(Mg和盐酸)的总能量高于生成物(MgCl2和H2)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使Ca(OH)2的溶解度下降而析出Ca(OH)2晶体。
18.
(1)不能 能 (2)(A)的反应为非氧化还原反应，没有电子转移
－2＋3＋－2＋
(3)装置图如右图所示 铜 Cu－2e===Cu 碳棒 2Fe＋2e===2Fe 解析 原电池反应的实质是自发进行的氧化还原反应，即只有自发进行的氧化还原反应才可以设计为原电池，而反应(A)不是氧化还原反应，没有电子转移，不能设计为原电池，反应(B)为氧化还原反应，可以设计为原电池。反应(B)中Cu是还原剂，作原电池的负极；FeCl3是氧化剂，在正极上反应，电解质溶液是FeCl3溶液，可选石墨或比铜不活泼的金属作正极。作图见答案。
19．(1)铅(Pb) (2)减小 (3)负 (4)正 负
解析 根据电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，Pb被氧化，作负极；反
＋
应过程中消耗硫酸，溶液中c(H)减小，溶液的酸性减小；外电路电流从正极流向负极，内电路阳离子移向正极，阴离子移向负极。
20．(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 (3)BDE
解析 (1)铝比较活泼，在空气中久置，有一层氧化物覆盖在铝片表面。与酸反应时，一开始氧化铝与酸反应，不产生氢气；(2)铝与酸反应放出热量，可加快化学反应速率；(3)增大固体反应物的接触面积、增大反应物的浓度、形成原电池均可以加快反应速率，故B、
6
正确；B项中的图示正确的表示了反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，正确；该反应中锌被氧化，若设计为原电池其为负极，正确；D项中有32.5 g锌溶解时，正极放出0.5 mol氢气，因为未指明是否为标准状况，氢气的体积不一定是11.2 L，D项错误。]
2＋2
12．D [由题意知，锌的质量决定H2的产量，在a中加入CuSO4，发生反应Cu＋Zn===Zn＋
＋Cu，可形成Cu－Zn原电池，加快了Zn的反应速率，但消耗了一部分锌，符合题意的图像是D项。]
13．B [由原电池原理可知，作为负极的金属活动性比正极金属活动性强。电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可作出如下判断：在题述原电池中，A—B原电池A为负极，金属活动性A>B；C—D原电池中，C为负极，金属活动性C>D；A—C原电池中，A为负极，金属活动性A>C；B—D原电池中，D为负极，金属活动性D>B。]
14．A [化学平衡状态的实质是正逆反应速率相等，标志为反应体系中各物质的浓度不再改变，故A项正确，B项错误；C、D中所描述的各物质的浓度或分子数之间的量化关系取决于起始投料情况，与是否达到平衡状态无关。]
15．D [甲、乙两装置中发生的化学反应均为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，由于甲中形成原电池，氢气在铜片上析出；乙中未形成原电池，氢气在锌片上析出，甲中反应速率比乙中
＋
快。故A、B错误，D项正确；甲乙两装置中均消耗硫酸，使溶液中c(H)减小，pH增大，C项错误。]
16．D [化学反应平衡状态的实质是正逆反应速率相等，用同种物质表示正逆反应速率时数值相等，用不同种物质表示正逆反应速率时数值相当，即数值之比与化学计量数之比相等。D项中v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，则表示正逆反应速率相等。]
17．(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体(或烧杯中溶液变浑浊)
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
＋2＋
(3)Mg＋2H===Mg＋H2↑ (4)小于
解析 镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物(Mg和盐酸)的总能量高于生成物(MgCl2和H2)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使Ca(OH)2的溶解度下降而析出Ca(OH)2晶体。
18.
(1)不能 能 (2)(A)的反应为非氧化还原反应，没有电子转移
－2＋3＋－2＋
(3)装置图如右图所示 铜 Cu－2e===Cu 碳棒 2Fe＋2e===2Fe 解析 原电池反应的实质是自发进行的氧化还原反应，即只有自发进行的氧化还原反应才可以设计为原电池，而反应(A)不是氧化还原反应，没有电子转移，不能设计为原电池，反应(B)为氧化还原反应，可以设计为原电池。反应(B)中Cu是还原剂，作原电池的负极；FeCl3是氧化剂，在正极上反应，电解质溶液是FeCl3溶液，可选石墨或比铜不活泼的金属作正极。作图见答案。
19．(1)铅(Pb) (2)减小 (3)负 (4)正 负
解析 根据电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，Pb被氧化，作负极；反
＋
应过程中消耗硫酸，溶液中c(H)减小，溶液的酸性减小；外电路电流从正极流向负极，内电路阳离子移向正极，阴离子移向负极。
20．(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 (3)BDE
解析 (1)铝比较活泼，在空气中久置，有一层氧化物覆盖在铝片表面。与酸反应时，一开始氧化铝与酸反应，不产生氢气；(2)铝与酸反应放出热量，可加快化学反应速率；(3)增大固体反应物的接触面积、增大反应物的浓度、形成原电池均可以加快反应速率，故B、
6