高考化学第六章 化学反应与能量 测试试题

一、选择题1．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。

该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是 Y2O3－Na2O，O2-可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的是( )A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b 流向电极aB．电极b 是正极，O2-由电极 a流向电极bC．电极a的反应式为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2OD．当固体电解质中有1 mol O2-通过时，电子转移 4 mol【答案】C【详解】A、电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；B、电极b氧气得电子，生成O2-，而电极a需要O2-作为反应物，故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a)，故B错误；C、甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，故C正确；D、1mol O2得4mol电子生成2molO2-，故当固体电解质中有1mol O2-通过时，电子转移2mol，故D错误；故选C。

【点晴】本题考查了化学电源新型电池的原电池原理应用。

瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动．电子在外电路转移，通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为CH4+2O2=CO2+H2O，正极反应为：O2+4e-=2O2-，负极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。

主要理解电池电解质不是在水溶液中的氧化还原反应，电解质是固体，O2-可以在其中自由移动，是本题的关键。

2．化学反应中能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。

其原因是A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量B．反应物所具有的总能量低于生成物具有的总能量C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应【答案】B【分析】【详解】如果反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应是放热反应，反之是吸热反应，答案选B。

3．下列关于化学反应速率的说法正确的是A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢C．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min时，某物质的浓度为1mol/LD．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加【答案】B【详解】A．同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于方程式的系数之比，则不一定相等，故A错误；B．化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，故B正确；C．化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是：时间1min内，某物质的浓度变化量为1mol/L，故C错误；D．化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，故D错误；故答案为B。

4．在密闭容器中进行如下反应：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是A．SO2为0.4mol/LB．SO2为 0.25mol/LC．SO2、SO3均为0.15mol/LD．SO3为0.4mol/L【答案】B【分析】该反应为可逆反应，若该反应从正反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3 mol/L、0mol/L，若该反应从逆反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L，由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定小于最大浓度，以此来解答。

【详解】A项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，故A错误；B 项、由于反应为可逆反应，SO 2的浓度一定小于0.4mol/L ，大于0，则可能为0.25mol/L ，故B 正确；C 项、SO 3、SO 2浓度均为0.2mol/L ，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只能是一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，SO 3、SO 2浓度不会均为0.15mol/L ，故C 错误；D 项、由于反应为可逆反应，SO 3的浓度一定小于0.4mol/L ，故D 错误。

故选B 。

【点睛】本题考查可逆反应，注意可逆反应的特点为不完全转化性，学会利用极限转化的思想来分析物质的最大浓度，但实际浓度一定小于最大浓度是解答关键。

5．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。

某锂电池的电池反应为：xLi+Li 3-x NiCoMnO 6放电充电Li 3NiCoMnO 6，下列说法正确的是A ．该电池的充、放电过程互为可逆反应B ．充电时主要为化学能转化为电能C ．放电过程中，Li +向电池的正极移动D ．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连 【答案】C 【详解】A ．对电池充电是在外接电源的情况下，使其逆向进行，而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的，二者进行的条件不同，充、放电也不是同时发生的，所以二者不是可逆反应，故A 错误；B ．充电时，电能转化为化学能，故B 错误；C ．原电池放电过程中，电池内部的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Li +向电池的正极移动，故C 正确；D ．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连，故D 错误。

答案为C 。

6．一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N 2（g ）+3H 2（g ）Δ催化剂2NH 3（g ）,在10s 内N 2的浓度由5 mol/L 降至4mol/L ，下列说法正确的是（ ） A ．用NH 3表示的化学反应速率为0.1 mol/（L•s ） B ．升高温度，可以加快反应的反应速率C ．增加H 2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率D ．反应足够长时间，N 2浓度降为零 【答案】B 【详解】A．反应计量数之比为1:3:2，设容器的体积为VL，2N的浓度由5mol/L降至4mol/L，变化了1Vmol，所以3NH变化了2Vmol，V（3NH）=2V10V(mol/L.s)=0.2mol/(L·s)，选项A错误；B．升高温度，活化分子的百分数增大，有效碰撞的几率增大，化学反应速率增大，选项B 正确；C．该反应是在高温高压条件下进行，降低温度虽然平衡可以向右移动，但会降低反应速率，选项C错误；D．反应是可逆反应，不可能反应物全部转化为生成物，即N2浓度不可能降为零，选项D 错误；答案选B。

7．氯化钾固体溶于水时，溶液温度变化不显著的原因是（）A．溶解过程中只发生了水合作用B．溶解过程中只发生了扩散作用C．溶解过程中没有发生热效应D．水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近【答案】D【详解】A．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，故A错误；B．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，故B错误；C．氯化钾固体溶解过程中发生了扩散过程和水合作用，扩散过程吸收能量、水合过程释放能量，故C错误；D．氯化钾固体水合过程放出的热量与扩散过程吸收的热量接近，所以溶液温度变化不显著，故D正确；选D。

8．原电池是化学电源的雏形。

关于如图所示原电池的说法正确的是A．能将电能转化为化学能B．电子从锌片经导线流向铜片C．锌片为正极，发生氧化反应D．铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－=Cu【答案】B【分析】Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此解答。

【详解】Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；B. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故B正确；C. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，负极上发生失去电子的氧化反应，故C错误；D. 原电池中，铜为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑，故D错误；故答案选：B。

9．反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为：①v A═1mol/(L•min)，②v C═0.5 mol/(L•min)，③v B═0.5mol/(L•min)，三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( )A．②＞③＞①B．①＞②＞③C．③＞①＞②D．②＞①＞③【答案】C【详解】都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。

①v A=1 mol/(L•min)；②v C=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5mol/(L•min)×32=0.75 mol/(L•min)；③v B=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min)；显然③＞①＞②，故选C。

10．将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积V L。

则下列说法正确的是A．OH－由A端移向B端B．0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4 ＋2O2 ＋KOH=KHCO3 ＋2H2OC．22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为：CH4 ＋9CO32-＋3H2O－8e－=10HCO3-D．V＝33.6 L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH－)【答案】C【解析】【分析】n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。

【详解】A、燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，在原电池中阴离子向负极移动，OH-由B端移向A端，故A错误；B、当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B错误；C、当22.4 L＜V≤44.8L，1mol＜n（CH4）≤2mol，则1mol＜n（CO2）≤2mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C 正确；D、当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，则c （HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D错误；故选C。