第6章 化学反应与能量 阶段重点突破练(3) （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（人教版2019，通用）

第六章　 阶段重点突破练(三) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 一、吸热反应和放热反应的判断 1.(2022·河南商丘第一高级中学高一检测)下列各组变化中，前者属于吸热反应，后者属于放热反应的是 A.生石灰与水反应；醋酸与氢氧化钠反应 B.煅烧石灰石；碳酸氢钠与盐酸反应 C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；钠与水反应 D.甲烷的燃烧；过氧化氢的分解 √ 10 11 12 13 14 15 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生石灰与水反应为放热反应，醋酸与氢氧化钠反应即酸碱中和反应为放热反应，故A错误； 煅烧石灰石属于吸热反应，碳酸氢钠与盐酸的反应属于吸热反应，故B错误； Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，钠与水反应是放热反应，故C正确； 甲烷的燃烧属于放热反应，过氧化氢的分解反应属于放热反应，故D错误。 重点突破练 2.“长征三号乙”运载火箭使用偏二甲肼(C2H8N2)和液态四氧化二氮作推进剂，发生反应：C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O，下列说法正确的是 A.断裂C2H8N2和N2O4中的化学键时放出能量 B.C2H8N2具有的能量高于N2具有的能量 C.反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量 D.该反应中，C2H8N2作氧化剂 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 断裂化学键时吸收能量，形成化学键时放出能量，故A错误； C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O为放热反应，说明C2H8N2和N2O4具有的能量总和高于N2、CO2和H2O所具有的能量总和，无法确定C2H8N2具有的能量高于N2具有的能量，故B错误、C正确； 在C2H8N2＋2N2O4===3N2↑＋2CO2↑＋4H2O反应中，C2H8N2中N元素和C元素的化合价均升高，发生氧化反应，是还原剂，故D错误。 3.(2022·安徽马鞍山高一期末)金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量。已知12 g石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法正确的是 A.Q2<Q1 B.金刚石比石墨稳定 C.等物质的量的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石高 D.质量相等的石墨与金刚石完全燃烧，生成的二氧化碳一样多 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，说明相同质量的金刚石的能量高于石墨，12 g石墨或金刚石完全燃烧时，金刚石放出的能量多，则有Q2>Q1，A错误； 在一定条件下，石墨可以转化为金刚石并需要吸收能量，则石墨比金刚石稳定，B错误； 根据碳元素守恒，质量相等的石墨与金刚石完全燃烧，生成的二氧化碳一样多，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 二、吸热反应和放热反应的计算 4.(2023·南京高一检测)碳燃烧过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A.1 mol C(s)和 mol O2(g)反应生成 1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量 B.1 mol CO2(g)反应生成1 mol C(s)和 1 mol O2(g)放出393.5 kJ热量 C.1 mol C(s)与 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的总能量 D.碳燃烧时化学能全部转化为热能 重点突破练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 由图可知，1 mol CO2(g)的总能量比1 mol C(s)和1 mol O2(g)的总能量低，故该反应为吸热反应，应吸收393.5 kJ热量，B项错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 碳燃烧时化学能转化为热能、光能等，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.(2023·福建德化第一中学高一质检)常温下，根据键能数据估算CH4＋4F2===CF4＋4HF的反应热量变化是 A.放出1 940 kJ·mol－1 B.吸收1 940 kJ·mol－1 C.放出485 kJ·mol－1 D.吸收485 kJ·mol－1 √ 重点突破练 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 根据反应断键吸收热量414 kJ·mol－1×4 mol＋4 mol×155 kJ·mol－1＝2 276 kJ，成键放出热量489 kJ·mol－1× 4 mol＋4 mol×565 kJ·mol－1＝4 216 kJ，该反应放出热量4 216 kJ－2 276 kJ＝1 940 kJ，故选A。 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6.H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ需要_____(填 “吸收”或“放出”，下同)能量， 完成转化Ⅲ 需要______能量。 重点突破练 断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化Ⅰ、Ⅱ是断开化学键的过程，吸收能量；转化Ⅲ是形成化学键的过程，放出能量。 吸收 放出 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)H2和F2反应的能量变化图可用____(填“A”或“B”)表示。 重点突破练 由图可知，H2和F2生成HF的反应中，断裂化学键吸收的能量为154 kJ＋436 kJ＝590 kJ，形成化学键放出的能量为2×565 kJ＝1 130 kJ，故是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确。 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (3)H2在O2中燃烧的过程主要是_____能转化为___能的过程。 重点突破练 氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。 化学 热 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 三、原电池的工作原理和应用 7.如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 √ 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8.X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A.Z＞Y＞X＞W B.Z＞X＞Y＞W C.Z＞Y＞W＞X D.Y＞Z＞X＞W 重点突破练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 根据相对活泼的金属作负极，确定原电池的负极就可以解决。甲中Z作负极，乙中Y作负极，丙中Z作负极，丁中X作负极，故四种金属的活动性的强弱顺序为Z＞Y＞X＞W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是 A.苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极 B.图2中由于空气中的O2在Cu片表面得电 子，导致滤纸片中的Cl－向铜片移动 C.图3酸性锌锰干电池中锌筒作负极不断 被消耗，用久有漏液风险 D.图4电池电流从镁电极流向铝电极 √ 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 图1苹果中的苹果酸是电解质，该装置为原电池，铁片活泼性强，作负极，A正确； 图2装置构成原电池，其中电解质为饱和食盐水，铁片活泼性强，作负极，铜片作正极，正极为氧气得电子，氯离子移向负极，即向着铁片移动，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 图3的酸性锌锰干电池中锌筒作负极，失去电子被消耗，用久有漏液风险，C正确； 图4电池中，铝在氢氧化钠溶液中的活泼性强于镁，故铝作负极，镁作正极，电流从镁电极流向铝电极，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10.中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 A.该电化学装置中，Pt电极作正极 B.Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势 C.电子流向：Pt电极→导线→BiVO4电 极→电解质溶液→Pt电极 √ 重点突破练 A项，该装置为原电池，由Pt电极上的 反应：H2O→H2可知，Pt电极上发生还 原反应，Pt电极为正极，正确； B项，Pt电极为正极，BiVO4电极为负 极，所以Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势，正确； C项，电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 四、化学电池和电极反应式书写 11.已知某锂电池的总反应为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑，下列说法正确的是 A.该电池组装时，必须在无水无氧的条件下进行 B.Li电极作电池的负极，发生还原反应 C.工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极 D.电池工作时每生成22.4 L SO2，转移4 mol电子 √ 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由于Li和SOCl2都易与水反应，且Li易被氧气氧化，则该电池组装时，必须在无水无氧的条件下进行，故A正确； Li电极作电池的负极，发生氧化反应，故B错误； 工作时，电子不能经过电解质溶液，故C错误； 状况未知，无法由体积求物质的量，故D错误。 重点突破练 12.(2023·苏州高一检测)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解质溶液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na 2Na2CO3＋C。下列说法错误的是 B.电子从Na极经导线到Ni极，再经电解质溶 液回到Na极 C.放电时，正极反应为3CO2＋4e－=== ＋C D.放电时，Na极发生氧化反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 原电池中，阴离子在电解质溶液中向负极迁移，A正确； 电子只在导线中运动，离子在溶液中迁移，形成闭合回路，B错误； 放电时，Na作为负极失电子被氧化，发生氧化反应，D正确。 13.(2023·深圳高一校联考期中)科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A.电子由电极a流向电极b B.一段时间后，电解质溶液的pH减小 C.理论上每消耗22.4 L O2，可产生196 g H2SO4 D.电极b的电极反应式：SO2－2e－＋4OH－=== ＋2H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处 理废气SO2的电池，SO2发生氧化反应， 故电极b为负极，a为正极。电子由负极 b流向正极a，故A错误； 电池总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，则一段时间后，电解质溶液的pH减小，故B正确； 未说明是否在标准状况下，无法计算氧气的物质的量，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 14.通过传感器可以监测空气中甲醛含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是 A.a为电池的正极，发生还原反应 B.b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－ ===CO2＋4H＋ C.传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小 D.当电路中转移2×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 氧气得电子，发生还原反应，a为正极，A正确； b极是负极，发生失去电子的氧化反应，故电 极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋， B正确； 传感器工作过程中，发生氧化还原反应生成 水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确； 负极：HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，当电路中转移2×10－4 mol电子时，反应的甲醛物质的量为5×10－5 mol ，质量为1.5 mg ，D错误。 重点突破练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15.电池是人类生产和生活中重要的能量来源，电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。 (1)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否可行？___(填“是”或“否”)，理由是__________________________________。 15 重点突破练 否 NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应 设计成原电池的反应需为氧化还原反应，而NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应，故不可行。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 (2)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为___________________ _____________，正极反应式为______________ _________。 N2H4－4e－＋4OH－ ===N2＋4H2O O2＋4e－＋2H2O ===4OH－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 (3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题： ①电池的负极材料为____。 锂 从电池反应4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑可以看出，Li元素由0价升高到＋1价，所以电池的负极材料为Li。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重点突破练 ②电池正极发生的电极反应为_______________________________。 2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ SOCl2中的S元素显＋4价，产物中S元素为0价，所以一部分SOCl2中的S元素得电子生成S，一部分SOCl2生成SO2，同时氯元素转化为Cl－，电池正极发生的电极反应为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。 由图可知，1 mol C(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol CO(g)与 mol O2(g)的总能量高393.5 kJ－283.0 kJ＝110.5 kJ，则由1 mol C(s)和 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出110.5 kJ热量，A项正确； 由A项分析可知，1 mol C(s)和 mol O2(g)的总能量大于1 mol CO(g)的总能量，C项错误； D.BiVO4电极上的电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O D项，BiVO4电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，正确。 A.放电时，ClO向负极移动 2CO 放电时，CO2在正极得电子被还原，电极反应式为3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确； SO 溶液为酸性，故电极b的电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，故D错误。 $$