6.1化学反应与能量变化 课时作业 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

2024—2025学年高中化学人教版必修第二册6.1化学反应与能量变化 课时作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列有关物质内能的说法正确的是 A．内能的符号为 B．内能只与物质的种类、数量、聚集状态有关 C．内能的单位是 D．U(反应物)(反应产物)，反应吸热 2．下列反应中，属于吸热反应的是 A．乙醇燃烧 B．氧化钙溶于水 C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合并搅拌 D．盐酸和氢氧化钠反应 3．下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是 A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B．灼热的炭与CO2的反应 C．铝片与稀硫酸的反应 D．红热的焦炭与水蒸气的反应 4．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法不正确的是 A．通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化 B．反应I中涉及到非极性键的断裂和极性键的形成 C．反应II为2H2O22H2O+O2↑ D．总反应为：2H2O2H2↑+O2↑ 5．下列所述变化为吸热反应的是 A． B． C． D． 6．下列说法正确的是 A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C．化学电池的反应基础是氧化还原反应 D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2 7．固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下： ①      ②      下列判断不正确的是（    ） A．①中的为固态，②中的为气态 B．①的反应物总能量比②的反应物总能量高 C．反应①的产物与反应②的产物热稳定性相同 D．1mol 固态碘完全升华会吸热35.96kJ 8．锌铜原电池(如图所示)工作时，下列叙述正确的是 A．电池总反应为 B．该电池中电子由正极流向负极 C．正极反应为 D．盐桥中的移向溶液 9．将图Ⅰ所示装置通电10 min后，撤掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左侧铁电极表面析出了白色胶状物质，U形管右侧液面上升。下列说法正确的是 A．同温同压下，装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多 B．装置Ⅱ中铁电极的电极反应式为Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2↓ C．装置Ⅱ中石墨电极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑ D．装置Ⅰ通电10 min后，铁电极附近溶液的pH降低 10．镍镉电池是一种可充电的“干电池”，使用寿命长达10~15年。其总反应为Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。下列说法不正确的是（    ） A．放电时，负极发生了氧化反应，电极反应式为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2 B．充电时，阳极的电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O C．电池工作时，负极区pH增大，正极区pH减小 D．该电池充电时电能转化为化学能 11．科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol C．充电时，电池总反应为 D．充电时，阳极室溶液中OH−浓度升高 12．固体离子导体依靠离子迁移传导电流。如图是一种固体电池，Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移，空气中的O2透过聚四氟乙烯膜与AlI3反应生成I2，Ag和I2作用形成原电池。下列说法错误的是 A．I2与Ag反应属于放热反应 B．Ag+从多孔石墨电极向银电极移动 C．多孔石墨电极为正极，银电极为负极 D．银电极的电极反应式为Ag-e-=Ag+ 13．图是某甲醇燃料电池的工作示意图。下列说法正确的是    A．电极b为电池的负极 B．电池工作时将电能转化为化学能 C．放电时a极处所发生的电极反应为：CH3OH－6e－＋H2O＝CO2↑＋6H＋ D．放电时溶液中H＋向a极移动 14．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有关此电池的推断正确的是 A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH- B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大 C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动 D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7 15．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是 A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应 B．2 mol O原子结合生成O2（g）时需要吸收498 kJ能量 C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量 D．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ 二、填空题 16．闭合回路：锌失去的电子经 流向铜电极，同时锌离子进入溶液，溶液中的氢离子向铜电极移动，从而形成闭合回路。 17．(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从 口通入(填“a”或“b”)，X极为电池的 (填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2＋2O2－－4e－=2H2O B极：O2＋4e－=2O2－ 则A极是电池的 极；电子从该极 (填“流入”或“流出”)。 (3)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为： Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－ 总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag ①Zn是 极，Ag2O发生 反应。 ②电子由 极流向 极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是 g。 ③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 18．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)下列装置中能够组成原电池的是 (填序号)。 (2)现有如下两个反应：A、；B、。 ①根据两反应本质，判断能否设计成原电池。如果不能，说明其原因 。 ②如果可以，请在下面方框内画出原电池装置图，注明电极材料和电解质溶液等 。 (3)如图是某锌锰干电池的基本构造图。 ①该碱性锌锰干电池的总反应式为，该电池工作时正极的电极反应式是 。 ②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是 。(填字母，下同) A．该电池属于蓄电池 B．电池工作时向负极移动 C．该电池的电解质溶液是溶液 D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理 (4)另一种常用的电池——锂电池由于比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因： 。 19．某原电池构造如图所示。其电池的总反应是：Cu(s) + 2Ag+ (aq) = Cu2+ (aq) + 2Ag(s)。 请回答以下问题： （1）若盐桥为琼脂－KOH组成，其作用是 。OH-离子移向 (填“A”或“B”)中的溶液。Cu为原电池的 极，其电极反应式是 。A中的电解质溶液在该电池工作一段时间后会出现 的现象。 （2）把盐桥改为铁棒后，电流计的指针 （填“会”、“不会”）发生偏转，A装置名称 （填“原电池”或“电解池”），铜棒的电极名称为 （填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）（提示：当两个原电池串联时，电极材料的金属活动性相差较大的为原电池，电极材料的金属活动性相差较小的为电解池）。 （3）把盐桥改为铜棒后，电流计的指针 （填“会”、“不会”）发生偏转，左边烧杯中的硝酸铜浓度 （填“增大”、“减小”或“不变”） （4）把盐桥改为银棒后，电流计的指针 （填“会”、“不会”）发生偏转，理由是 。 三、计算题 20．如图所示，N4分子结构与白磷分子相似，呈正四面体结构。已知断裂1molN—N键吸收193 kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941 kJ热量，则1mol N4气体转化为N2时要 填“吸收”或“放出”)热量 kJ。 21．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨是人工固氮比较成熟的技术，其原理为。已知破坏有关化学键需要的能量如表所示： 则反应生成所释放出的热量为 。 22．用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应A可实现氯元素的循环使用。 反应A： 已知：Ⅰ．反应A中被氧化，放出的热量。 Ⅱ． 断开键与断开键所需能量相差 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年2月20日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C B A C C A B C 题号 11 12 13 14 15 答案 D B C A C 1．D 【详解】A.内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，内能的符号为U，故A错误； B.内能除了与物质的种类、数量、聚集状态有关外，还与体系的温度、压强有关，故B错误； C.内能的单位可以是kJ或J，故C错误； D.当反应物的内能小于生成物的内能时，该反应会吸收热量，故D正确； 故选D。 2．C 【详解】A．乙醇燃烧是放热反应，故A不符合题意； B．氧化钙溶于水是放热反应，故B不符合题意； C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合并搅拌，是吸热反应，故C符合题意； D．盐酸和氢氧化钠反应是放热反应，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 3．C 【详解】A．和发生的是复分解反应不属于氧化还原反应，并且该反应吸热，不符合题意，A项错误； B．C与CO2在高温条件下发生氧化还原反应生成CO，该反应是吸热反应，不符合题意，B项错误； C．铝片与稀硫酸发生的是置换反应，属于氧化还原反应，并且也是放热反应，符合题意，C项正确； D．C与水蒸气在高温下发生的是氧化还原反应，生成CO和H2，该反应属于吸热反应，不符合题意，D项错误； 答案选C。 4．B 【分析】根据图示可知，反应I为水在光和催化剂作用下分解生成过氧化氢和氢气，反应II是过氧化氢转化为水与氧气，由此分析。 【详解】A．由图可知，该过程是利用太阳能实现高效分解水，在反应中太阳能转化为化学能，A正确； B．反应I是水反应生成氢气与过氧化氢，水中存在极性共价键，氢气中存在非极性共价键，过氧化氢中既有极性键又有非极性键，涉及极性键的断裂和极性键、非极性键的形成，B错误； C．反应II是过氧化氢转化为水与氧气，反应过程可表示为：2H2O22H2O+O2↑，故C正确； D．整个过程是将水转化为氢气和氧气，总反应为：2H2O2H2↑+O2↑，故D正确； 答案选B。 5．A 【详解】A．由图可知，符合图示的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，故A符合题意； B．由图可知，符合图示的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故B不符合题意； C．浓硫酸的稀释为放热过程，不是放热反应，故C不符合题意； D．锌粉与稀盐酸的反应是放出热量的放热反应，故D不符合题意； 故选A。 6．C 【详解】A．镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，故A错误； B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，故B错误； C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，故C正确； D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，故D错误； 故答案为C。 7．C 【详解】A．已知反应①放出能量，反应②吸收能量，所以反应①中碘的能量高，则反应①中碘为气态，②中的I2为固态，故A正确； B．已知反应①放出能量，反应②吸收能量，所以反应①中碘的能量高，所以②的反应物总能量比①的反应物总能量低，故B正确； C．反应①②的产物都是气态碘化氢，所以二者热稳定性相同，故C错误； D．由盖斯定律知②-①得I2（S）=I2（g）△H=+35.96KJ/mol，故D正确； 故答案为C。 8．A 【分析】由题图装置和金属的活动性顺序可知，该原电池中Zn作负极，其电极反应为，Cu作正极，其电极反应为，电池总反应为。 【详解】A．由分析可知：电池总反应为，A正确； B．外电路中，电子由负极流向正极，B不正确； C．由分析可知：Cu作正极，其电极反应为，C不正确； D．原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中的移向溶液，D不正确； 故选A。 9．B 【详解】A．装置Ⅰ中石墨电极与电源的正极相连，作阳极，氯离子放电生成Cl2，铁电极是阴极，氢离子放电，生成H2，因Cl2能溶解在水中，且与H2O发生反应：Cl2+H2O＝HCl+HClO，而H2不溶于水，故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少，A错误； B．装置Ⅱ是原电池装置，Fe为负极，失去电子产生Fe2+，溶液显碱性，Fe2+再与溶液中的OH-反应生成Fe(OH)2：Fe－2e－＋2OH－＝Fe(OH)2↓，B正确； C．装置Ⅱ是原电池装置，石墨为正极，正极为Cl2得到电子：Cl2+2e-＝2Cl－，C错误； D．装置Ⅰ中铁电极是阴极，氢离子放电产生H2：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-，由于有OH-生成，故溶液的pH升高，D错误。 答案选B。 10．C 【详解】A.放电时，Cd为负极，碱性条件下Cd失去电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，电极反应式为，故A正确； B.充电时，Ni(OH)2在阳极上失去电子发生氧化反应生成NiOOH，电极反应式为，故B正确； C.电池工作时，碱性条件下Cd失去电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，电极反应式为，负极区消耗浓度，溶液pH减小，NiOOH在正极上得到电子发生还原反应生成Ni(OH)2，电极反应式为，正极区生成，溶液pH增大，故C错误； D.二次电池放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能，故D正确； 故选C。 11．D 【分析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，发生还原反应生成Zn，以此分析解答。 【详解】A．放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确，不选； B．放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选； C．充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上转化为Zn，电池总反应为：，故C正确，不选； D．充电时，阳极的电极反应式为：，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意； 答案选D。 12．B 【详解】A. I2与Ag反应产生AgI的反应属于化合反应，化合反应为放热反应，A正确； B. Ag+是阳离子，阳离子从负极Ag电极向正极多孔石墨移动，B错误； C. 由题给信息可知，Ag失去电子生成Ag+，所以Ag为负极，多孔石墨为正极，C正确； D. 原电池工作时，Ag为负极，负极失去电子，发生氧化反应，负极的电极反应为Ag-e-=Ag+，D正确； 故合理选项是B。 13．C 【分析】甲醇燃料电池”的工作原理：通入甲醇的电极是负极，在负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应CH3OH-6e－+H2O=CO2↑+6H＋，通入空气的电极是正极，正极上是的电子的还原反应O2+4H＋+4e－═2H2O，燃料电池工作过程中电流方向从正极流向负极，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极。 【详解】A. 通入空气的电极是正极，正极上是的电子的还原反应O2+4H＋+4e－═2H2O，电极b为电池的正极，故A错误； B. 电池工作时将化学能转化为电能，故B错误； C. 通入甲醇的电极是负极，在负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O＝CO2↑＋6H＋，故C正确； D. 该燃料电池工作时H＋移向正极，即a极室向b极室移动，故D错误； 故选C。 【点睛】本题考查了燃料电池知识，解题关键：正确判断原电池和电解池及各个电极上发生的电极反应，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的酸碱性。 14．A 【分析】燃料电池中发生的反应一般是燃料和氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。 【详解】A．根据题目已知：其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O可知，通入乙烷的一极为负极，则通入氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正极电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故A正确； B．电池工作的总反应为：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，消耗了OH-，OH-浓度减小，溶液的pH逐渐降低，故B错误； C．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以OH-向负极移动，K+向正极移动，故C错误； D．正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体为乙烷，根据总反应方程式：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，故D错误； 故选A。 15．C 【分析】焓变=反应物断裂化学键吸收的能量−生成物形成化学键放出的能量,N2+O2═2NO△H=946kJ/mol+498kJ/mol−2×632kJ/mol=+180kJ/mol，反应是吸热反应； 【详解】A. 依据计算分析反应是吸热反应，故A错误； B. 原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2molO原子结合生成O2(g)时需要放出498kJ能量，故B错误； C. 形成2molNO放热2×632×J能量,所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量，故C正确； D.无法判断2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量，故D错误； 故选C。 16．导线 【详解】铜锌稀硫酸原电池中，外电路中，锌发生氧化反应，失去的电子经导线流向铜电极，锌离子进入溶液，溶液中的氢离子在铜电极上得电子被还原，从而形成闭合回路，故答案为：导线。 17． b 负 负 流出 负 还原 Zn Ag2O 32.5 不变 【详解】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。 (3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。 ②发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1 mol时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。 ③根据电极反应式，电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。 18．(1)③⑤ (2) 是非氧化还原反应，没有电子转移 (3) 2MnO2+2e-+=2MnO(OH) B (4)2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 【详解】（1）①缺少1个活泼性不同的电极，不能组成原电池； ②两个电极活泼性相同，不能组成原电池； ③中有活泼性不同的两个电极、电解质溶液、构成了闭合电路，能组成原电池； ④缺少电解质溶液，不能组成原电池； ⑤中有活泼性不同的两个电极、电解质溶液、构成了闭合电路，能组成原电池； ⑥没有形成闭合电路，不能组成原电池； 能构成原电池的是③⑤； （2）①是非氧化还原反应，没有电子转移，不能设计成原电池； ②是氧化还原反应，有电子转移，能设计成原电池，铜发生氧化反应，铜作负极材料，Ag+发生还原反应，AgNO3做电解质，活泼性小于铜的金属做正极材料，装置图为； （3）①碱性锌锰干电池的总反应式为，MnO2得电子发生还原反应生成MnO(OH)，电池工作时，正极得电子发生还原反应，正极的电极反应式是2MnO2+2e-+=2MnO(OH)。 ②A．该电池不能充电，属于一次电池，故A错误； B．原电池中阴离子移向负极，所以电池工作时向负极移动，故B正确； C．碱性锌锰干电池，该电池的电解质溶液是KOH溶液，故C错误； D．为防止重金属污染，该电池用完后需要回收集中处理，故D错误； 选B （4）锂是活泼金属，锂和水反应生成氢氧化锂和氢气2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，所以锂电池电解质溶液需用非水溶液。 19． 使两个烧杯中的溶液连成通路 A 负 Cu－2e-=== Cu2+ 出现蓝色沉淀 会 电解池 阳极 会 不变 不 两池都没有可自发进行的氧化还原反应 【详解】（1）盐桥的作用是使两个烧杯中的溶液连成通路，保持溶液的电中性；在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。铜比银活泼，所以铜是负极，银是正极，OH-离子移向负极移动，即向A电极移动；B是正极，溶液中的铜离子得到电子，电极反应式是Cu－2e-=== Cu2+；A中铜失去电子，生成铜离子，所以溶液显蓝色； （2）如果把盐桥改为铁棒后，由于铜和铁的活泼性差别小于银与铁的，所以A装置就是电解池，B是原电池，其中铁是负极，银是正极，所以铜棒是阳极； （3）如果把盐桥改为铜棒，则A装置是电解池，B装置是原电池。此时A装置相当于是粗铜的提纯，所以溶液中铜离子的浓度不变； （4）由于银不能和硝酸铜反应，即此时两池都没有可自发进行的氧化还原反应，所以不能再构成原电池。 20． 放出 724 kJ 【分析】根据原子守恒可知，N4转换为N2的方程式为：N4=2N2，据此分析解答。 【详解】1molN4中N-N键完全断裂需要吸收的能量=193kJ×6=1158kJ，形成2molN≡N需要放出的热量=2×941kJ=1882kJ，1158kJ＜1882kJ，故需要放出(1882-1158)kJ=724kJ热量，故答案为：放出；724 kJ。 21．45.5 【详解】根据反应N2+3H2= NH3可知，结合表中数据可计算出破坏键吸收的能量为，破坏键吸收的能量为，化学键被破坏吸收的总能量为，形成键放出能量，反应生成释放出的热量为，则反应生成释放出的热量为，故答案为：45.5。 22．34 【详解】设断开键所需吸收的能量为，断开键所需吸收的能量为，则有，化简得，即断开键与断开键所需吸收的能量相差。答案为：34。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$