6.1 化学反应与能量 同步测试 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1 化学反应与能量 同步测试 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册 一、单选题 1．工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－50kJ·mol－1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是（　　） A．该电池工作时，每消耗22.4L NH3转移3mol电子 B．电子由电极A经外电路流向电极B C．电池工作时，OH－向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为：O2+ 4H＋+ 4e－＝2H2O 3．日常所用锌-锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+ ， 2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O。下列有关锌-锰干电池的叙述中，正确的是（　　） A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B．干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器 C．干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒 D．干电池可实现化学能向电能和电能向化学能的相互转化 4．我国科学家实现了以还原合成葡萄糖的实验研究，实验流程如下图所示。下列说法错误的是（　　） A．天然气为副产物 B．总反应为：，且 C．该反应符合绿色化学思想，原子利用率达100% D．葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应 5．下列各反应能量变化符合下图所示的是（　　） A．H2O2的分解反应 B．Al和盐酸的反应 C．CaO和H2O的反应 D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应 6．2020年12月17日，嫦娥五号顺利返回，我国探月工程圆满完成了“绕”“落”“回”三步走战略。发射火箭常采用无毒无污染的液氧、煤油作为燃料，下列说法错误的是（　　） A．氧气与煤油的反应是放热反应 B．煤油燃烧时，化学能全部转化为动能 C．工业上通过分离液态空气获得液氧 D．煤油燃烧后的主要产物是水和二氧化碳 7．已知高炉炼铁时发生反应Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH= -24.6kJ·mol-1，则消耗28 g CO时，上述反应的能量变化为（　　） A．吸收4.1kJ能量 B．放出4.1kJ能量 C．吸收8.2kJ能量 D．放出8.2kJ能量 8．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是（　　） A．图①中，反应开始后，针筒活塞向右移 B．图②中，温度计的水银柱上升 C．图③中，反应物总能量大于生成物总能量 D．图④中，镁条燃烧 9．反应A+B→C（（放热）分两步进行：①A+B→X（吸热）②X→C（放热），下列示意图中能符合题意表示总反应过程中能量进变化的是（　　） A． B． C． D． 10．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关葡萄糖（C6H12O6）微生物电池的说法错误的是（　　） A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 11．1，2-丙二醇(CH2OHCHOHCH3)单分子解离反应相对能量如图所示。路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法正确的是（　　） A．解离过程中，断裂a处碳碳键比b处碳碳键所需能量高 B．1，2-丙二醇单分子脱水过程均为吸热反应 C．从能量的角度分析，TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中TS4路径的速率最慢 D．脱水生成的四种产物中，丙烯醇[CH3C(OH)=CH2]最稳定 12．盐水小汽车是一款神奇的玩具，只要在小汽车尾部动力部位加几滴NaCl溶液，小汽车就可以跑动起来，其电池结构如下图： 下列关于该电池的说法中错误的是（　　） A．该电池工作时，化学能转化为电能 B．锌为电池的负极，石墨为电池的正极 C．正极的电极反应为： D．电解质溶液中向锌片方向运动 13．如图为一原电池示意图，在原电池两极之间设有隔膜，阴离子可以自由通过。则下列说法不正确的是：（　　） A． 通过隔膜从负极区向正极区移动 B．电子由 极通过导线流向 极 C．一段时间后， 溶液浓度增大， 溶液浓度减小 D． 与 物质的量之和保持不变 14．我国科学家近期开发了一种高性能的水系锰基锌电池。 其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。下列说法正确的是 A．电子流向：Zn电极→b膜→a膜→MnO2电极→负载→Zn电极 B．负极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 D．装置工作一段时间后，正极区溶液的pH降低 15．用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．从a极经阳离子交换膜移向b极 C．工作一段时间，a极附近溶液会减小 D．该装置的总反应为 16．某兴趣小组设计了如图所示原电池装置（盐桥中吸附有K2SO4饱和溶液）。下列说法正确的是（　　） A．该原电池的正极反应是Cu2++2e-＝Cu B．甲烧杯中溶液的血红色逐渐变浅 C．盐桥中的SO42-流向甲烧杯 D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转 17．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（　　） A．两烧杯中H+均移向铜片 B．甲中铜片是负极，乙中锌片发生氧化反应 C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢 18．某含有铝电极的原电池工作时，电子从铝电极上流出，下列有关该电池另一种电极的材料与电解质溶液的选择肯定错误的是（　　） A．铜、稀盐酸 B．镁、NaOH溶液 C．铁、 溶液 D．锌、浓硝酸 19．近日，湘潭大学和安徽工程大学团队合作研发出以催化剂为电极组建的整体尿素电解体系，实现了高效节能制氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．N为电源的负极，向b电极迁移 B．b电极反应式为 C．当外电路通过时，a电极析出(标准状况)气体 D．电极更易吸附尿素分子并促进化学键断裂 20．下列关于铜锌原电池（稀硫酸作电解质溶液）的叙述错误的是（　　） A．电子由正极通过导线流向负极 B．负极反应式为：Zn﹣2e﹣=Zn2+ C．正极产生1molH2电池转移2mol电子 D．可以用碳棒代替铜片作为正极 二、综合题 21．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。 请回答下列问题： （1）电极X的材料是　 　；电解质溶液Y是　 　； （2）银电极为电池的　 　极，发生的电极反应为　 　；X电极上发生的电极反应为　 　； （3）外电路中的电子是从　 　电极流向　 　电极。 22．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应: Cu+ 2Ag+= Cu2++2Ag。 （1）负极材料：　 　、正极材料：　 　 ； 电解质溶液：　 　 （2）写出电极反应式： 正极：　 　 ； 负极：　 　 。 （3）原电池中电子从　 　极流出， 电解质溶液中阴离子流向　 　极（填写电极名称“正”或“负”）。 23．发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。 （1）肼和二氧化氮反应的化学方程式为　 　。 （2）已知拆开1 mol H-H 键、1mol O- H(g)键、1 mol O=O 键分别需要的能量是436kJ、463 kJ、496 kJ，则O2与H2反应生成2 mol H2O(g)所释放的热量为　 　kJ。 24．电能是现代社会应用最广泛的能源之一。 （1）某原电池装置如图所示。 其中，Zn电极为原电池的　 　极（填“正”或“负”），电极反应式是　 　。Cu电极上发生的反应属于　 　（填“氧化”或“还原”） 反应，当铜表面析出4.48 L氢气（标准状况）时，导线中通过了　 　 mol电子。 （2）下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是　 　（填序号）。 ①CaO+H2O=Ca(OH)2 ②2H2+O2 =2H2O ③2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2 25．十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题： （1）以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。 ①上述过程中，能量的变化形式是由　 　转化为　 　。 ②根据数据计算，分解1molCO2需　 　（填“吸收”或“放出”）　 　kJ的能量。 （2）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。 ①Pt电极（a）为　 　极（填“正”或“负”）；Pt电极（b）上的电极反应式为：　 　。 ②该过程总反应的化学反应方程式为　 　，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。当消耗0.1 mol O2时，理论上转移电子个数为　 　； 答案解析部分 1．【答案】A 【解析】【解答】根据题目所给热化学反应方程式，工业上由CO2和H2合成气态甲醇和气态水的反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，因此排除CD选项，由气态水到液态水的过程是液化的过程，会向外放热，因此液态产物的能量比气态产物的能量更低，因此选择A项； 故答案为：A。 【分析】反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50kJ•mol-1是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，物质越稳定，其能量越小，气态能量高于液态。 2．【答案】B 【解析】【解答】A、温度、压强未知，无法计算22.4L NH3的物质的量，A不符合题意； B、该电池中氧气得到电子所在电极B为正极，电极A为负极，电子由电极A经外电路流向电极B，B符合题意； C、电池工作时，OH－向负极移动，C不符合题意； D、该电池电解质为碱性，电极B上发生的电极反应为：O2+ 2H2O+ 4e－＝4OH-，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】A、氨气转化为氮气，注意题目并未告诉气体摩尔体积； B、通入氧气的一端为正极，氨气为负极； C、阴离子移向负极； D、碱性溶液，不能和氢离子反应。 3．【答案】B 【解析】【解答】A．失电子发生氧化反应的电极是负极，得电子发生还原反应的电极是正极，根据电池反应式知，Zn是负极、石墨是正极，故A不符合题意； B.NH4Cl是强酸弱碱盐水解呈酸性，能腐蚀锌，所以干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器，故B符合题意； C.原电池放电时，电流从正极沿导线流向负极，锌是负极、二氧化锰是正极，所以电流方向是由石墨经外电路流向锌，故C不符合题意； D.干电池是一次电池，只能放电不能充电，所以只能实现化学能转化为电能，不能电能转化为化学能，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】该题重点考查干电池的工作原理：①干电池中外壳锌做负极，中间碳棒做正极，电子由锌筒经外电路流向碳棒、电流由碳棒经外电路流向锌筒 ②由于外壳逐渐消耗所以时间长的话糊状物可能会流出，腐蚀用电器 ③原电池是由化学能转化为电能的装置 4．【答案】C 【解析】【解答】A．根据流程图可知氧气、天然气都是副产物，故A不符合题意； B．以还原合成葡萄糖，第一步需要通电，吸收能量，总反应为：，且，故B不符合题意； C．该反应有副产物生成，原子利用率达不到100%，故C符合题意； D．羟基和羧基都可以与金属钠反应放出氢气，故葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.氧气、天然气都是该过程的副产物； B.第一步需要通电，吸收能量； C.该过程存在副产物，原子利用率不是100%； D.羟基和羧基都可以与金属钠反应放出氢气。 5．【答案】D 【解析】【解答】解：从题干图示得出该反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，所以该反应是吸热反应；分解反应一般为吸热，但例外的是2H2O2= 2H2O+O2 ↑是放热反应，A选项不符合题干图示要求，A选项不符合题意；Al和盐酸的反应是放热反应，B选项不符合题意；CaO和H2O的反应生成氢氧化钙，是化合反应，也是放热反应，C选项不符合题意；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应生成氯化钡和氨水，是吸热反应，符合题干图示要求，D选项符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据图例，该反应为吸热反应，C项符合题意。 6．【答案】B 【解析】【解答】A．氧气与煤油的反应属于燃烧反应，燃烧反应都是放热反应，A不符合题意； B．煤油燃烧时，化学能转化为热能、光能等，热能大部分转化为动能，B符合题意； C．工业上以液态空气为原料，利用蒸馏法分离液态空气，从而获得液氧，C不符合题意； D．煤油是由碳、氢元素组成的混合烃，燃烧后的主要产物是水和二氧化碳，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.燃烧均为放热反应； B.燃烧时化学能不止转化为热能，还转化为光能等； C.分离液态空气可获得液氧； D.煤油由碳、氢元素组成，完全燃烧的产物是二氧化碳和水。 7．【答案】D 【解析】【解答】根据反应Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH= -24.6kJ·mol-1，可知，消耗3molCO放出的热量为24.6kJ，28 g CO为1mol，则消耗1molCO时，放出的热量为ｘ24.6kJ=8.2kJ， 故答案为：D。 【分析】热化学方程式能表示反应的热效应，反应的热效应与物质的状态、物质的量有关。 8．【答案】A 【解析】【解答】A．Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移动，不能充分说明相应的化学反应是放热反应，故A符合题意； B．温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量，说明相应的化学反应是放热反应，故B不符合题意； C．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，说明相应的化学反应是放热反应，故C不符合题意； D．镁条燃烧产生发光发热想象，说明相应的化学反应是放热反应，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A.活塞移动可能是产生气体或者放热导致压强增大 B.温度上升可以说明反应放热 C.根据焓变=生成物的能量-反应物的能量即可计算 D.根据现象可以证明是放热反应 9．【答案】D 【解析】【解答】A+B→C为放热反应，则A+B的总能量大于生成C的总能量，排除A、 B选.A+B→X(吸热)，则X的能量大于A+B的总能量，X→C(放热)，则X的能量大于C的总能量，排除C选项； 故答案为：D 【分析】根据物质具有的能量进行计算：△H=E（生成物的总能量）-E（反应物的总能量），当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热。 10．【答案】A 【解析】【解答】A.据分析可知，负极反应为：，负极有二氧化碳产生，故A项错误； B.微生物可以构成原电池，可以促进电子转移，B项正确； C.原电池溶液中，阳离子向正极移动，故C项正确； D.该原电池总反应为葡萄糖的氧化，即总反应为： C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，D项正确 故答案为：A。 【分析】左边为厌氧反应，右边为有氧反应，有氧气参与，故右边为正极，左边为负极，正极反应为：；负极反应为：，据此解答即可。 11．【答案】C 【解析】【解答】A．由图可知，断裂a出碳碳键所需能量为83.7kJ，断裂b处碳碳键所需能量为85.1kJ，A项不符合题意； B.1，2-丙二醇单分子解离脱水生成丙酮为放热反应，B项不符合题意； C．TS1路径比TS3、TS4路径活化能低，TS4活化能高，故从能量的角度分析，TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中TS4路径的速率最慢，C项符合题意； D．由图可以看出产物丙酮能量最低，D项不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．依据图中数据分析； B.根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量； C．依据反应的活化能越高，反应速率越慢； D．依据图中数据分析。 12．【答案】D 【解析】【解答】A．该电池工作时，构成原电池将化学能转化为电能，A不符合题意； B．锌活动性较强失去发生氧化反应，为电池的负极；石墨为电池的正极，B不符合题意； C．空气中氧气在正极得到电子发生还原反应，电极反应为：，C不符合题意； D．原电池中阳离子向正极运动，故电解质溶液中向石墨方向运动，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】该装置构成原电池，锌片为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；石墨片为正极，电极反应式为。 13．【答案】B 【解析】【解答】A.两极之间的隔膜只允许阴离子通过，因此Zn2+无法通过隔膜，A不符合题意； B.电子从原电池的负极通过导线，流向正极，电子只能在电极和导线之间移动，不能通过电解质溶液，B不符合题意； C.一段时间后，负极反应Zn-2e-=Zn2+，溶液中ZnSO4浓度增大；正极反应Cu2++2e-=Cu，溶液中CuSO4浓度减小，C不符合题意； D.根据得失电子守恒可得，溶液中Cu2+和Zn2+的物质的量之和保持不变，D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A、阴离子交换膜只允许阴离子通过； B、电子只能在电极和导线之间移动； C、结合电极反应分析； D、结合得失电子守恒分析； 14．【答案】C 【解析】【解答】A．原电池中电子通过导线从负极流向正极，电子不能通过溶液，因此电子流向为Zn电极→负载→MnO2电极，故A不符合题意； B．MnO2为正极，正极区电极反应为：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，Zn电极为负极，电极反应式为：Zn+4OH―-2e－=Zn(OH)，故B不符合题意； C．电池工作时，SO通过a膜进入中间，K+透过b膜进入中间，故a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜，故C符合题意； D．电池放电时，正极区发生电极反应：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，H+浓度减小，溶液pH增大，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】由图可知，Zn电极上，Zn失去电子生成Zn(OH)，则Zn电极为负极，电极反应式为Zn+4OH―-2e－=Zn(OH)，MnO2电极为正极，电极反应式为MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，SO通过a膜进入中间，K+透过b膜进入中间，故a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜。 15．【答案】D 【解析】【解答】A．该装置为原电池，可将化学能转化为电能，A项不符合题意； B．原电池中阳离子从负极移向正极，因此从a极经阳离子交换膜移向b极，B项不符合题意； C．a极电极反应为：，因为OH-被消耗，因此a极附近溶液会减小，C项不符合题意； D．因为H2在a极放电后消耗了OH-，从a极经阳离子交换膜移向b极，与生成的Cl-形成KCl，因此总反应不是，D不符合题意。 故答案为：D。 【分析】该装置为原电池，通入氢气的a极为负极，电极反应式为，通入氯气的b极为正极，该电池的总反应为。 16．【答案】B 【解析】【解答】A、正极发生还原反应，电极反应为：Fe3＋＋e－＝Fe2＋，不符合题意； B、左边烧杯中发生Fe3＋＋e－＝Fe2＋，则左烧杯中溶液的红色逐渐变浅，符合题意； C、阴离子向原电池的负极移动，不符合题意； D、若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，铜被氧化，铜为负极，电流表指针偏转方向不变，不符合题意。 故答案为：B。 【分析】本题考查原电池原理，为高考频考点，明确原电池反应及正负电极的判断、发生的电极反应等是解答本题的关键，该原电池反应为2FeCl3＋Cu＝2FeCl2+CuCl2，则负极为Cu，发生Cu-2e－＝Cu2＋，阳离子移动到正极，左边烧杯中发生Fe3＋＋e－＝Fe2＋，从而分析得解。 17．【答案】C 【解析】【解答】A.甲中构成原电池，由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn为负极，Cu为正极，H+向负电荷较多的正极Cu移动，而乙未构成原电池，在Zn上发生反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此H+移向锌片，A不符合题意； B.甲中铜片是正极，铜片上氢离子放电生成氢气，发生还原反应，B不符合题意； C.甲、乙中反应都是Zn+2H+=Zn2++H2↑，所以两个烧杯中氢离子浓度都减小，故溶液的pH均增大，C符合题意； D.构成原电池的反应速率大于发生化学腐蚀的反应速率，所以产生气泡的速度甲比乙快，D不符合题意； 因此合理选项是C。 【分析】A.乙装置中氢离子与金属锌反应； B.甲装置是原电池，不活泼金属铜是正极； C.两个装置中的氢离子得电子生成氢气，氢离子浓度降低，pH增大； D.原电池可以加快反应速率。 18．【答案】D 【解析】【解答】A. 铝—铜—稀盐酸原电池，铝与盐酸反应，铜不反应，因此Al为负极，故A不符合题意； B. 铝—镁—NaOH溶液原电池，铝与氢氧化钠反应，镁不反应，因此Al为负极，故B不符合题意； C. 铝—铁—CuCl2溶液，铝、铁都与氯化铜反应，但铝活泼性强，因此铝作负极，故C不符合题意； D. 铝—锌—浓硝酸，铝与浓硝酸发生钝化，锌与浓硝酸反应，铝为正极，故D符合题意。 故答案为D。 【分析】电子从铝电极上流出，说明Al作负极。 19．【答案】A 【解析】【解答】A．由分析可知，N电极为直流电源的正极，b电极为电解池的阳极，则电解池工作时，钾离子向阴极a电极移动，故A符合题意； B．由分析可知，b电极为电解池的阳极，碱性条件下，尿素在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和水，电极反应式为，故B不符合题意； C．由分析可知，a电极为阴极，外电路通过2mol电子时，阴极生成1mol氢气，则标准状况下外电路通过0.5mol电子，a电极析出氢气的体积为0.5mol××22.4L/mol=5.6L，故C不符合题意； D．由题意可知，电极更易吸附尿素分子，能起催化剂的作用，降低反应的活化能，促进化学键断裂，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】尿素在b电极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气，则电极b为阳极，电极a为阴极，M为电源负极，N为电源正极。 20．【答案】A 【解析】【解答】解：A．电子由负极流向正极，故A错误； B．锌为负极，Zn失电子发生氧化反应，反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，故B正确； C．正极反应为2H++2e﹣=H2↑，则产生1molH2电池转移2mol，故C正确； D．正极为比锌不活泼的金属或者碳棒，所以用碳棒代替铜片作为正极，故D正确； 故选A． 【分析】锌比铜活泼，锌为负极，反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，发生氧化反应，铜为正极，反应为2H++2e﹣=H2↑，发生还原反应，原电池工作时总反应为：Zn+H+=Zn2++H2↑以此解答该题． 21．【答案】（1）Cu；AgNO3溶液 （2）正；Ag＋＋e－=Ag；Cu-2e－= Cu2＋ （3）X(Cu)；Ag 【解析】【解答】（1）由反应“2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，即X电极的材料是Cu。Ag+在正极上得电子被还原，因此电解质溶液Y是AgNO3；（2）正极为活泼性比Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag＋＋e－=Ag；X电极是铜电极，发生的电极反应为Cu－2e－=Cu2＋；（3）电子从负极经外电路流向正极，则外电路中的电子的流动方向是：由Cu流向Ag。 【分析】通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池，也可以说是把化学能转变成电能的装置。有的原电池可以构成可逆电池，有的原电池则不属于可逆电池。原电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 22．【答案】（1）铜片；石墨；AgNO3溶液 （2）2Ag++2e-=2Ag；Cu－2e-=Cu2+ （3）负；负 【解析】【解答】（1）根据电极反应式，负极升失氧，正极降得还，先确定Cu作负极，电解质溶液为硝酸银，则再选石墨（或活泼性比Cu弱的金属）为正极； 故答案为：铜片 石墨 AgNO3溶液 （2）根据正极降得还，可知正极电极反应式为：2Ag++2e-=2Ag；根据负极升失氧，可知电极反应式为：Cu－2e-=Cu2+； 故答案为：2Ag++2e-=2Ag；Cu－2e-=Cu2+ （3）原电池中，电子从负极流出经过外电路流向正极；内部阴离子向负极移动，阳离子向正极移动； 故答案为：负 负 【分析】（1）相对活泼的金属做原电池的负极，电解质溶液一定含有银离子； （2）原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应； （3）原电池中电子从负极流出延导线流向正极。 23．【答案】（1）2N2H4+2NO= 3N2+4H2O （2）484 【解析】【解答】(1)肼和二氧化氮反应生成氮气和水，化学方程式为2N2H4+2NO= 3N2+4H2O。故答案为：2N2H4+2NO= 3N2+4H2O；(2)拆开2 mol H-H 键、1 mol O=O 键共吸收436kJ×2+496 kJ=1368kJ的热量，形成4mol O- H(g)键共放出463 kJ×4=1852kJ，则O2与H2反应生成2 mol H2O(g)所释放的热量为1852kJ-1368kJ=484kJ。故答案为：484。 【分析】化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算。 24．【答案】（1）负；Zn-2e-=Zn2+；还原；0.4 （2）②③ 【解析】【解答】(1)在原电池中，由于金属活动性Zn>Cu，所以Zn电极为原电池的负极，负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；Cu电极为正极，正极上发生的反应为还原反应；当铜表面析出4.48 L氢气(标准状况)时，n(H2)= 4.48 L÷22.4L/mol=0.2mol，则电子转移n(e-)=0.2mol×2=0.4mol，所以导线中通过了0.4 mol电子。(2)可实现化学能直接转化为电能的装置的反应是氧化还原反应，①CaO+H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计成原电池；②2H2+O2 =2H2O是氧化还原反应，可以设计为原电池；③2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2是氧化还原反应，可以设计为原电池，故答案为：②③。 【分析】(1)在原电池中，活动性强的为负极，活动性弱的为正极。负极发生氧化反应，正极上发生还原反应，在同一闭合回路中电子转移数目相等。(2)原电池是可以把化学能转化为电能的装置，发生的反应必须为氧化还原反应。 25．【答案】（1）光能和热能；化学能；吸收；278 （2）负极；O2+4e-+2H2O=4OH-；4NH3+3O2=2N2+6H2O；减小；0.4NA 【解析】【解答】（1）①该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2，根据能量守恒定律，该反应中，光能和热能转化为化学能，答案：光能和热能；化学能； ②二氧化碳分解生成CO和O2，根据焓变=反应物键能总和-生成物键能总和及焓变与其方程式化学计量数成正比，由2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）及图中数据可有：ΔH=2×1598kJ·mol-1-（2×1072+496） kJ·mol-1=+556 kJ·mol-1，所以分解1molCO2需吸收 kJ=278 kJ的能量，答案：吸收；278； （2）①由图可知，Pt电极（a）通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，Pt电极（b）上氧气得电子被还原，电解质溶液为KOH溶液，碱性环境下氧气的放电反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，答案：负极；O2+4e-+2H2O=4OH-； ②由图可知，该电池负极通入氨气发生氧化反应生成氮气，且OH-向负极移动参与反应，负极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，正极通入氧气发生还原反应生成水，所以电池的总反应的化学方程式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，反应有水生成导致KOH浓度减小，当消耗0.1 mol O2时，理论上转移电子个数为0.4NA，答案：4NH3+3O2=2N2+6H2O；减小；转移电子0.4NA。 【分析】（1）①根据图示即可判断能量转化的方式 ②键的断裂需要吸收能量即可出焓变 （2）①根据氨气变为氮气，化合价升高发生的是氧化反应，失去电子，因此a为负极，b为正极，氧气得到电子级和水变为氢氧根离子即可写出 ②根据正极和负极的电极式即可写出电池总反应，反应中在消耗氢氧根离子，导致浓度降低，根据给出的数据结合电极式即可计算出转移的电子数 学科网（北京）股份有限公司 $$