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高中同步測試卷(十)
化學反應與能量
(時間：90分鐘，滿分：100分)
一、選擇題(本題包括16小題，每小題只有一個選項符合題意，共48分)
1．下列反應既是氧化還原反應，又是吸熱反應的是(　　)
A．鋅粒與稀硫酸的反應
B．灼熱的木炭與CO2的反應
C．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應
D．甲烷在空氣中燃燒的反應
2．化學反應速率的研究對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活有著十分重要的意義，下列說法正確的是 (　　)
A．將肉類食品進行低溫冷藏，能使其永遠不會腐敗變質(zhì)
B．在化學工業(yè)中，選用合適的催化劑一定能提高經(jīng)濟效益
C．夏天面粉的發(fā)酵速度與冬天面粉的發(fā)酵速度相差不大
D．茶葉的包裝袋中加入的還原性鐵粉，能顯著延長茶葉的儲存時間
3．下列說法中不正確的是(　　)
A．任何化學反應都伴隨著能量的變化
B．化學反應中一定有新物質(zhì)生成
C．經(jīng)過加熱而發(fā)生的化學反應不一定都是吸熱反應
D．只要有化學鍵的斷裂，一定發(fā)生化學反應
4．炎熱的夏季里，能喝上一口冰鎮(zhèn)飲料是非常愜意的事情。目前，一種人稱“搖搖冰”的即冷即用飲料開始上市。所謂“搖搖冰”，是指吸食前將飲料隔離層中的制冷物質(zhì)和水混合搖動便能使罐中飲料冷卻。若該制冷物質(zhì)可以在下列物質(zhì)中選擇，它應該是(　　)
A．氯化鈉 B．固體硝酸銨
C．生石灰 D．固體氫氧化鈉
5.右圖是可逆反應X2＋3Y22Z2在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線。
下列敘述正確的是(　　)
A．t1時，只有正方向反應 B．t2時，反應停止
C．t2～t3，反應不再發(fā)生 D．t2～t3，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化
6．已知空氣-鋅電池的電極反應為
鋅片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
碳棒：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，則鋅片是(　　)
A．正極，被還原 B．正極，被氧化
C．負極，被還原 D．負極，被氧化
7．下列關于能量變化的說法正確的是(　　)
A．“冰，水為之，而寒于水”說明相同質(zhì)量的水和冰相比較，冰的能量高
B．化學反應在物質(zhì)變化的同時，伴隨著能量變化，其表現(xiàn)形式只有吸熱和放熱兩種
C．己知C(石墨，s)===C(金剛石，s)(吸熱)，則金剛石比石墨穩(wěn)定
D．化學反應遵循質(zhì)量守恒的同時也遵循能量守恒
8．在鋁與稀硫酸的反應中，已知10 s末硫酸的濃度減少了0.6 mol/L，若不考慮反應過程中溶液體積的變化，則10 s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應速率是(　　)
A．0.02 mol/(L·s) B．1.8 mol/(L·s)
C．1.2 mol/(L·s) D．0.18 mol/(L·s)
9．X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y為原電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為(　　)
A．X>Y>Z B．X>Z>Y
C．Y>X>Z D．Y>Z>X
10．下列變化一定為放熱反應的是(　　)
A．1 mol氣態(tài)水變?yōu)? mol液態(tài)水放出44 kJ的熱量
B．2HI(g)H2(g)＋I2(g)，生成1 mol I2需要吸收14.9 kJ的能量
C．形成化學鍵時共放出能量862 kJ的化學反應
D．能量變化如圖所示的化學反應
11．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在體積不變的密閉容器中反應，下列敘述表示處于化學平衡狀態(tài)的是(　　)
A．N2、H2、NH3的濃度比為1∶3∶2的狀態(tài)
B．混合氣體的密度不隨時間而變化
C．當有1 mol N≡N鍵斷裂時，有3 mol H—H鍵形成
D．單位時間內(nèi)消耗a mol N2的同時，消耗3a mol的H2的狀態(tài)
12．在一定條件下，將A2和B2兩種氣體通入1 L密閉容器中，反應按下式進行：xA2(g)＋yB2(g)2C(g)，2 s后測得反應速率如下v(A2)＝0.4 mol/(L·s)，v(B2)＝1.2 mol/(L·s)，v(C)＝0.8 mol/(L·s)，則該x和y的值分別為(　　)
A．2和3 B．3和2
C．3和1 D．1和3
13．如圖所示，相等質(zhì)量的鐵和鋅與足量的稀H2SO4充分反應，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量(m)與反應時間(t)的正確關系是(　　)

14．下列事實不能說明Al的金屬活潑性比Cu強的是(　　)
A．常溫下將鋁投入CuSO4溶液中
B．常溫下將鋁和銅用導線連接一起放入到稀鹽酸中
C．常溫下將鋁和銅不用導線連接一起放入到稀鹽酸中
D．常溫下將鋁和銅用導線連接一起放入到氫氧化鈉溶液中
15．愛迪生蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應為Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，下列對該蓄電池的推斷錯誤的是(　　)
①放電時，F(xiàn)e參與負極反應，NiO2參與正極反應　②充電時，一般需要通過充電器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電　③放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動?、芊烹姇r，負極上的電極反應式為Fe＋2H2O－2e－===Fe(OH)2＋2H＋?、菰撔铍姵氐碾姌O必須浸入某種堿性電解質(zhì)溶液中
A．只有③ B．③④
C．④⑤ D．①②⑤
16．下列有關化學反應速率和限度的說法中，不正確的是(　　)
A．實驗室用H2O2分解制O2，加入MnO2后，反應速率明顯加快
B．在金屬鈉與足量水反應中，增加水的量能加快反應速率
C．2SO2＋O22SO3反應中，SO2的轉(zhuǎn)化率不能達到100%
D．實驗室用碳酸鈣和鹽酸反應制取CO2，用碳酸鈣粉末比塊狀反應要快
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
















二、非選擇題(本題包括4小題，共52分)
17．(10分)(1)下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點是________。
①燃燒時發(fā)生氧化反應?、诔浞秩紵漠a(chǎn)物不污染環(huán)境?、垡掖际且环N再生能源　④燃燒時放出大量熱量
(2)已知Na2SO4·10H2ONa2SO4·nH2O＋(10－n)H2O。將裝有芒硝(Na2SO4·10H2O)的密閉聚乙烯管安裝在房屋的外墻內(nèi)就能達到白天蓄熱，使室內(nèi)保持較低溫度，晚上把白天所蓄的熱量放出，使室內(nèi)保持溫暖的目的。則白天和晚上的能量轉(zhuǎn)化方式是白天將________能轉(zhuǎn)化為________能，晚上將________能轉(zhuǎn)化為________能。
(3)已知拆開或形成1 mol化學鍵所吸收或放出的能量叫做該化學鍵的鍵能，單位kJ·mol－1。白磷在氧氣中燃燒的化學方程式可用結構式表示為

試根據(jù)下表中的化學鍵鍵能計算反應P4(白磷)＋5O2===P4O10中的能量變化：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
化學鍵
P—P
P—O
O===O
P===O
鍵能/kJ·mol－1
198
360
498
585
18.(14分)(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一塊銅片，可觀察到銅片________(填“有”或“沒有”)氣泡產(chǎn)生。再用導線把鋅片和銅片連接起來(見圖A)，組成一個原電池，負極為________，正極的電極反應式為________________________。
　　
(2)如果燒杯中最初裝入的是2 mol/L 500 mL的稀硫酸溶液，構成銅鋅原電池(見圖B，假設產(chǎn)生的氣體沒有損失)，當在標準狀況下收集到11.2 L的氫氣時，則此時燒杯內(nèi)溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為(溶液體積變化忽略不計)____________________。
(3)生活中利用原電池原理生產(chǎn)了各種各樣的電池，廢電池必須進行集中處理的問題已被提到議事日程，其主要原因是________________。
A．回收利用電池外殼的金屬
B．防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤、水源的污染
C．防止電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D．回收其中石墨電極
19.(12分)某溫度下，在2 L容器中3種物質(zhì)間進行反應，X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖。

(1)①該反應的化學方程式是
________________________________________________________________________。
②在t1 min時，該反應達到了________狀態(tài)，下列可作為判斷反應已達到該狀態(tài)的是________。
A．X、Y、Z的反應速率相等
B．X、Y的反應速率比為2∶3
C．生成3 mol Y的同時生成1 mol Z
D．生成1 mol Z的同時生成2 mol X
(2)①若上述反應中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1 mol氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46 kJ的熱量，則至t1 min時，該反應吸收的熱量為________；在此t1 min時間內(nèi)，用H2表示反應的平均速率v(H2)為________。
②兩位同學討論放熱反應和吸熱反應。甲說加熱后才能發(fā)生的化學反應是吸熱反應，乙說反應中要持續(xù)加熱才能進行的反應是吸熱反應。你認為他們的說法中正確的是________同學。
20．(16分)某同學設計如下三個實驗方案以探究某反應是放熱反應還是吸熱反應：
方案一：如圖1，在小燒杯里放一些除去氧化鋁保護膜的鋁片，然后向燒杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再插入一支溫度計，溫度計的溫度由20 ℃逐漸升至75 ℃，隨后，溫度逐漸下降至30 ℃，最終停留在20 ℃。
方案二：如圖2，在燒杯底部用熔融的石蠟粘一塊小木片，在燒杯里加入10 mL 2 mol·L－1硫酸溶液，再向其中加入氫氧化鈉溶液，片刻后提起燒杯，發(fā)現(xiàn)小木片脫落下來。

方案三：如圖3，甲試管中發(fā)生某化學反應，實驗前U形管中紅墨水液面相平，在化學反應過程中，通過U形管兩側紅墨水液面高低判斷某反應是吸熱反應還是放熱反應。
序號
甲試管里發(fā)生反應的物質(zhì)
U形管里紅墨水液面
①
氧化鈣與水
左低右高
②
氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體(充分攪拌)
？
③
鋁片與燒堿溶液
左低右高
④
銅與濃硝酸
左低右高
根據(jù)上述實驗回答相關問題：
(1)鋁片與稀硫酸的反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應，寫出該反應的離子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)方案一中，溫度升至最大值后又下降的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)方案二中，小木片脫落的原因是________，由此得出的結論是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)方案三中，如果甲試管里發(fā)生的反應是放熱反應，則U形管里紅墨水液面：左邊________(填“高于”“低于”或“等于”)右邊。
(5)由方案三的現(xiàn)象得出結論：①③④組物質(zhì)發(fā)生的反應都是________(填“吸熱”或“放熱”)反應，如果放置較長時間，可觀察到U形管里的現(xiàn)象是
________________________________________________________________________。
(6)方案三實驗②的U形管中的現(xiàn)象為______________________，說明反應物的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的總能量。
參考答案與解析
1．　解析：選B。A、D都是放熱反應，C不是氧化還原反應，B符合題意。
2．解析：選D。A項，低溫冷藏只能降低肉類食品的變質(zhì)速度。B項，催化劑的使用只能提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，而不能確保經(jīng)濟效益的提高。C項，夏天溫度高，面粉的發(fā)酵速度加快。D項，還原性鐵粉能與茶葉包裝袋中的氧氣反應，降低氧氣濃度，從而顯著延長茶葉的儲存時間。
3．　解析：選D。任何化學反應都伴隨著能量的變化，A項正確；化學反應中一定有新物質(zhì)生成，B項正確；很多放熱反應也需要加熱或點燃才能發(fā)生，C項正確；化學反應中既有反應物的舊化學鍵斷裂，又有生成物的新化學鍵形成，D項錯誤。
4．　解析：選B。氯化鈉溶于水時，溶液溫度沒有明顯的變化；強酸、強堿溶于水時放出大量的熱；強酸或中強酸對應的氧化物，如SO3、P2O5等與水反應時，也放出大量的熱；強堿或中強堿對應的堿性氧化物，如Na2O、CaO與水反應時，也放出大量的熱；而硝酸銨溶于水時，吸收大量的熱而使溶液的溫度明顯降低。
5．　解析：選D。只要建立了可逆反應，正、逆反應均同時存在，同時進行，達到平衡時，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化。如圖t2時，v(正)＝v(逆)，達到化學平衡，但反應不會停止。
6．　解析：選D。Zn發(fā)生失電子的氧化反應，作負極。
7．解析：選D。A.水和冰相比較，冰的能量低，A錯誤；B.發(fā)生化學反應時能量的變化有多種形式，可以表現(xiàn)為熱量的變化，還可以變現(xiàn)為光能，B錯誤；反應吸熱，所以石墨的能量較低，能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定，故石墨更穩(wěn)定，C錯誤；D.化學反應遵循質(zhì)量守恒的同時，也遵循能量守恒，D正確。答案選D。
8．　解析：選A。根據(jù)反應方程式2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，H2SO4濃度減少0.6 mol/L，則Al2(SO4)3濃度增加0.2 mol/L，10 s內(nèi)生成Al2(SO4)3的平均反應速率為0.02 mol/(L·s)。
9．　解析：選C。X的表面有Z析出，即X能置換出Z，則X比Z活潑；X與Y組成原電池時，Y為原電池的負極，則Y比X活潑，故三種金屬的活動性順序為Y>X>Z。
10．　解析：選D。A項，H2O(g)===H2O(l)不是化學反應；B項中的反應為吸熱反應；如果斷裂化學鍵時吸收的能量比862 kJ多，則反應為吸熱反應，反之為放熱反應，故C項不一定為放熱反應；反應物總能量高于生成物總能量的化學反應一定是放熱反應，D正確。
11．解析：選C。A中，N2、H2、NH3的濃度比等于化學計量數(shù)之比時，不能確定是否處于平衡狀態(tài)，因為無法以v正＝v逆進行判斷。B中，因容器的體積不變，而混合氣體的總質(zhì)量不改變，則無論平衡與否，混合氣體的密度均不變化。C中，當有1 mol N≡N鍵斷裂時，相當于消耗3 mol H2，與有3 mol H—H鍵形成符合v正(H2)＝v逆(H2)，故處于化學平衡狀態(tài)。D中，消耗a mol N2的同時消耗3a mol H2是同向的，不管平衡與否，只要N2和H2反應就一定符合該比例。
12．　解析：選D。x∶y∶2＝v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
13．解析：選A。圖像中拐點表示金屬已經(jīng)完全反應。由于Zn比Fe活潑，所以反應速率較快，因此其反應完全所需時間少(橫坐標要小)；相同質(zhì)量的鋅和鐵，鋅生成H2的質(zhì)量少，所以Zn對應的縱坐標要小。
14．解析：選D。鋁在氫氧化鈉溶液中能反應生成氣體，其活潑性比不能產(chǎn)生氣體的金屬鎂弱一些，因此，金屬在氫氧化鈉溶液中的反應現(xiàn)象不能作為比較金屬活潑性的依據(jù)。
15．　解析：選B。根據(jù)電池總反應方程式可知，放電時Fe失去電子化合價升高，Ni由＋4價降到＋2價，①正確；直流電的電子移動方向是不變的，充電時充入電池的是直流電，②正確；放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極移動，③錯誤；放電時的生成物是氫氧化物，溶液不可能顯酸性，故負極上的電極反應式為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，④錯誤；因為該電池中含有氫氧化物，故電解質(zhì)溶液是堿性溶液，⑤正確。
16．　解析：選B。在金屬鈉與足量水的反應中，再增加水的量不能加快反應速率，故B項不正確；A使用MnO2作催化劑可加快H2O2的分解，A正確；可逆反應不能進行到底，故SO2的轉(zhuǎn)化率不能達到100%，C正確；D中使用CaCO3粉末增大了反應物接觸面積，反應速率加快，D正確。
17．　解析：(1)燃料燃燒均發(fā)生氧化反應，①不能作為優(yōu)點。
(3)P4O10分子中，每一個P原子形成3個P—O鍵和1個P===O 鍵，共形成12個P—O鍵和4個P===O鍵。反應放出的能量＝成鍵放出的總能量－斷鍵吸收的總能量＝12 mol×360 kJ·mol－1＋4 mol×585 kJ·mol－1－6 mol×198 kJ·mol－1－5 mol×498 kJ·mol－1＝2 982 kJ。
答案：(1)②③④　(2)熱　化學　化學　熱
(3)1 mol P4燃燒生成P4O10放出2 982 kJ熱量
18．　解析：(1)由于在金屬活動性順序中，H排在Cu之前，所以Cu與稀H2SO4不發(fā)生反應。
(2)n(H2)＝＝0.5 mol
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
　 1 1
　0.5 mol 0.5 mol
反應后溶液中：
n(H2SO4)＝2 mol/L×0.5 L－0.5 mol＝0.5 mol，
則反應后：c(H2SO4)＝＝1 mol/L。
(3)重金屬離子對土壤、水源的污染能力強，而且很難消除。
答案：(1)沒有　鋅　2H＋＋2e－===H2↑
(2)1 mol/L　(3)B
19．　解析：(1)Δn(X)＝(2.4－1.6)mol＝0.8 mol，Δn(Y)＝(1.2－0)mol＝1.2 mol，Δn(Z)＝(0.4－0)mol＝0.4 mol，故X、Y、Z三種物質(zhì)的化學計量數(shù)之比為0.8∶1.2∶0.4＝2∶3∶1，反應方程式為：2X3Y＋Z。生成Z是正反應方向，生成X是逆反應方向，且生成X的物質(zhì)的量是生成Z的2倍時，表明反應達到平衡狀態(tài)。
(2)t1 min時有(2.4－1.6)mol NH3分解，反應吸收的熱量為0.8 mol×46 kJ/mol＝36.8 kJ。
v(H2)＝＝mol/(L·min)。
有些放熱反應也需要加熱才能反應，甲同學的觀點錯誤，但持續(xù)加熱才能進行的反應是吸熱反應，乙同學的觀點正確。
答案：(1)①2X3Y＋Z?、谄胶狻
(2)①36.8 kJ　mol/(L·min)?、谝?br /> 20．　解析：(1)根據(jù)溫度計示數(shù)判斷鋁與稀硫酸的反應是放熱反應，金屬與非氧化性酸的反應實質(zhì)是金屬與H＋反應。(2)當化學反應完成后，隨著熱量的散失，燒杯里溶液的溫度會降低。(3)石蠟受熱熔化，小木片會脫落，由此推知氫氧化鈉與硫酸發(fā)生的反應是放熱反應。(4)U形管里左右紅墨水液面高低由左右管里氣體壓強的相對大小(外界大氣壓恒定)決定，當左管內(nèi)氣壓大于右管內(nèi)氣壓時，紅墨水液面會左低右高，當左管內(nèi)氣壓小于右管內(nèi)氣壓時，紅墨水液面會左高右低。(5)根據(jù)①③④現(xiàn)象推知，氧化鈣與水的反應、鋁與氫氧化鈉溶液的反應、銅與濃硝酸的反應都是放熱反應。(6)氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合發(fā)生吸熱反應，使錐形瓶里氣體溫度降低，氣體壓強小于外界大氣壓，使紅墨水液面左高右低。對于吸熱反應，反應物的總能量小于生成物的總能量。
答案：(1)放熱　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)反應完全后，熱量向空氣中傳遞，燒杯里物質(zhì)的溫度降低　(3)石蠟熔化　氫氧化鈉與硫酸的反應是放熱反應　(4)低于　(5)放熱　紅墨水液面左右相平　(6)紅墨水液面左高右低　小于

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