6.1化学反应与能量变化-【高效学习】2024-2025学年高一化学热点题型归纳与分阶培优练（人教版2019必修第二册）

6.1化学反应与能量变化题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】放热反应与吸热反应的判断 1 【题型二】化学反应中能量变化的原因 4 【题型三】原电池的工作原理 7 【题型四】原电池原理的应用 10 【题型五】常见的几种化学电池 13 二、分阶培优练 16 【题型一】放热反应与吸热反应的判断 【典例分析】下列化学反应过程中伴有热量释放的是 A．灼热的碳与二氧化碳的反应 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．金属钠与水的反应 【答案】D 【详解】A．碳与二氧化碳反应是吸热反应，A不符合题意； B．氢氧化钡晶体与氯化铵反应是吸热反应，B不符合题意； C．盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应，C不符合题意； D．金属与酸或水的反应过程中，钠融成闪亮的小球、发出嘶嘶的响声，都证明是放热反应，D符合题意； 故答案选D。 【提分秘籍】 基本规律 1．放热反应与吸热反应的定义 (1)放热反应：释放热量的化学反应。 (2)吸热反应：吸收热量的化学反应。 2．常见的放热反应和吸热反应 3．化学反应能量变化注意事项 (1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如乙醇燃烧；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等是吸热过程，但不是吸热反应。 4．物质的稳定性与物质能量的关系 物质具有的能量越低，该物质越稳定。简记：能量越低越稳定。 【变式演练】 1．下列反应既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．冰雪消融 B．灼热的炭与的反应 C．与的反应 D．铁片与稀盐酸的反应 【答案】C 【详解】A．冰雪消融是冰雪的融化过程，不涉及化学反应，A不符合题意； B．灼热的炭与发生反应C+CO22CO，既属于氧化还原反应，又属于吸热反应， B不符合题意； C．与反应生成BaCl2、NH3等，既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应，C符合题意； D．铁片与稀盐酸发生置换反应，并放出热量，D不符合题意； 故选C。 2．下列过程的能量变化与图示相符的是 A．生石灰溶于水 B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应 C．浓硫酸溶于水 D．稀硫酸除铁锈 【答案】B 【分析】根据图示，反应物总能量小于生成物总能量，图示为吸热反应。 【详解】A．生石灰溶于水生成氢氧化钙，反应放热，A错误； B．与NH4Cl反应为吸热反应，B正确； C．浓硫酸溶于水为放热过程，且不是放热反应，C错误； D．稀硫酸除铁锈生成硫酸铁和水，反应放热，D错误； 故选B。 3．下列物质间反应，其能量变化可以用下图表示的是 A．氢氧化钡与氯化铵反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．盐酸与氢氧化钠 D．高温煅烧使碳酸钙分解 【答案】C 【分析】根据图象判断这是一个放热反应，据此解答。 【详解】A．氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，故A不符合题意； B．灼热的炭和二氧化碳的反应属于吸热反应，故B不符合题意； C．酸碱中和反应属于放热反应，故C符合题意； D．高温煅烧碳酸钙属于吸热反应，故D不符合题意； 答案选C。 【题型二】化学反应中能量变化的原因 【典例分析】常温常压下，N2与H2反应的能量变化示意图如图，下列说法错误的是 A．断裂化学键需要吸收能量 B．1molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大 C．若生成2molNH3，则反应放出92kJ能量 D．反应过程中有非极性键的断裂与形成 【答案】D 【分析】△H=反应物的总键能－生成物的总键能，则该反应ΔH=946kJ/mol+3×436 kJ/mol－6×391kJ/mol=﹣92 kJ/mol。 【详解】A．旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，故A正确； B．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，则1 molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大，故B正确； C．由分析可知，合成氨的反应热为﹣92 kJ/mol，则生成2molNH3，则反应放出92kJ能量，故C正确； D．该反应只有H－H非极性键的断裂，无非极性键的形成，故D错误； 故选D。 【提分秘籍】 基本规律： 1．微观角度：从化学键角度解释化学反应中的能量变化 用Q(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物化学键形成时放出的总能量。 公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝反应物总键能－生成物总键能。 ΔQ>0，为吸热反应；ΔQ<0，为放热反应。 简记：吸多为吸热反应，放多为放热反应。 【注意】应用公式计算化学反应中的能量变化时，不仅要注意反应中的各物质的物质的量，还要注意1 mol物质中化学键的物质的量，如1 mol H2O中含有2 mol H—O，1 mol H2O2中含有2 mol H—O和1 mol O—O。 2．宏观角度：从反应物、生成物总能量角度解释化学反应中的能量变化 放热反应 吸热反应 【总结】化学反应能量变化(ΔE)＝生成物总能量－反应物总能量。 ΔE>0，为吸热反应；ΔE<0，为放热反应。 3．化学反应遵循的两条基本规律 (1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。 (2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的总能量不变。 【注意】任何化学反应在发生物质变化的同时必然伴随着能量的变化，但化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化，化学能也可以与光能、电能等发生转化。 【变式演练】 1．某化学反应中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是 A．该反应过程中反应物断键释放的能量大于生成物成键吸收的能量 B．若反应生成液态氨气，则放热量小于 C．该反应需要使用高温高压条件，可能与氮气的键能过大有关 D．和在某密闭容器中充分反应，反应放热 【答案】C 【详解】A．由图可知，该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量，A错误； B．液态氨气的能量低于气态氨气，若反应生成液态氨气，则放热量大于，B错误； C．氮气分子中的三键具有非常大的键能，这使得氮气的化学性质非常稳定，不容易与其他物质发生反应，该反应需要使用高温高压条件，可能与氮气的键能过大有关，C正确； D．该反应为可逆反应，和在某密闭容器中充分反应生成NH3的物质的量小于2mol，反应放热小于，D错误； 故选C。 2．已知C(石墨)=C(金刚石)，在该反应进程中其能量变化如图所示，有关该反应的描述正确的是 A．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 B．该反应为放热反应 C．1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高 D．金刚石比石墨稳定 【答案】C 【分析】由图可知，石墨转化为金刚石为吸热反应，石墨比金刚石稳定，据此回答。 【详解】A．等质量的金刚石和石墨完全燃烧，金刚石能量更高，因此金刚石释放的热量多，A错误； B．该反应为吸热反应，B错误； C．由图可知，1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高，C正确； D．能量越低，物质越稳定，根据分析可知，石墨比金刚石稳定，D错误； 故选C。 3．中和反应是常见的放热反应，下列可用来表示中和反应能量变化的图像是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】中和反应是常见的放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，断键吸热、成键放热，生成物的总能量低于反应物，故选C。 【题型三】原电池的工作原理 【典例分析】下列关于图所示装置的叙述，错误的是 A．向Zn电极移动 B．烧杯中溶液的质量逐渐增加 C．锌是负极，其质量逐渐减小 D．电子从锌片经导线流向铜片 【答案】A 【分析】铜、锌、硫酸铜组成的原电池中，较活泼金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极。 【详解】A．原电池中，阳离子移向正极，故向Cu电极移动，A错误； B．在铜片上，溶液中的Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e− =Cu，锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－＝Zn2+，溶液质量增加，B正确； C．锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，其质量逐渐减小，C正确； D．经分析，锌电极为原电池的负极，铜电极为正极，电子由负极锌片经导线流向正极铜片，D正确； 故选A。 【提分秘籍】 基本规律 1．原电池的概念及本质 (1)概念：将化学能转化为电能的装置。 (2)本质：发生氧化还原反应。 2．原电池的构成条件 【特别提醒】以上四个条件也可作为判断一个装置是否为原电池的依据，只要有一个条件不满足就不能构成原电池。 3．原电池的工作原理 原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (1)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。 (2)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【注意】电子只能在导线中定向移动，离子只能在电解质溶液或熔融电解质中定向移动。(简记为：电子不下水，离子不上岸) 4．原电池正、负极的判断 (1)根据电极材料判断 一般来讲，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向来判断 在外电路(导线)中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 (3)根据反应类型判断 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 (4)根据现象判断 一般来说，溶解的一极为负极，增重或不变或有气泡放出的一极为正极。 (5)对于燃料电池而言，电极为惰性材料(Pt、C)，电极本身不反应，只起传导电子的作用，故可根据向两极通入的气体成分来判断正负极。燃料电池的负极通入的一定是可燃性气体(还原剂)，正极通入的一定是助燃性气体(氧化剂一般为O2)。 【特别提醒】判断原电池正负极的注意事项 一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但也要注意电解质溶液的性质。 ①镁、铝用导线连接插入稀硫酸中，镁作负极，铝作正极；若电解质是氢氧化钠，则镁作正极，铝作负极。 ②铜、铝(或铁)用导线连接插入稀硫酸中，铝(或铁)作负极，铜作正极；若插入浓硝酸中，铝(或铁)作正极，铜作负极。 【变式演练】 1．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的下端接触，可观察到片上有无色气泡产生 B．图2中向片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为 【答案】C 【详解】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，锌为负极、铜为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气，所以Cu上可看到有气体产生，故A正确； B．氢离子带正电荷，向正极移动，即向Cu移动，故B正确； C．图1没有形成原电池、图2形成原电池，图1中气泡产生速度比图2慢，故C错误； D．图3中正极的电极反应为铜离子得到电子发生还原反应得到铜，，故D正确； 故选C。 2．如图是课外活动小组设计用化学电源使灯发光的装置。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化为电能，电能全部转化为光能 B．电子流动方向：镁极→稀硫酸→铝极→灯→镁极 C．利用该装置可以验证金属性： D．若将稀硫酸换成溶液，溶液中的向铝极迁移得电子产生氢气 【答案】C 【分析】锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，铜为正极，正极发生还原反应生成氢气； 【详解】A．该装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，但电能不可能全部转化为光能，A错误； B．原电池中电子由负极流出，经外电路流入正极，镁做负极，铝做正极，则装置中电子流动方向：镁极→灯→铝极，B错误； C．该装置中，镁作负极，铝作正极，可以得出金属性：，C正确； D．若换成氢氧化钠溶液，铝作负极，向铝极迁移，镁极周围得电子产生氢气，D错误； 故选C。 3．某兴趣小组以形状大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如图。下列有关该电池的表达正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．铜片发生氧化反应 C．电子流向：锌片→电流表→铜片 D．锌片为正极，发生的电极反应为：Zn+2e-=Zn2+ 【答案】C 【分析】锌片和铜片做原电池的两极，水果汁液做电解质溶液，锌比铜活泼，所以锌做负极，铜做正极。 【详解】A．水果电池本质是原电池，是将化学能转化为电能，故A项错误； B．由分析可知铜片做正极，发生还原反应，故B项错误； C．由分析可知电子流向为负极到电流表到正极，即锌片→电流表→铜片，故C项正确； D．锌片为负极，发生的电极反应为，故D项错误； 故选C。 【题型四】原电池原理的应用 【典例分析】有M、N、P、Q四块金属片，进行如下实验： ①M、N用导线相连后，同时插入硫酸铜溶液中，N极变粗 ②P、Q用导线相连后，同时浸入稀中，电子从Q极沿导线流入P极 ③N、Q相连后，同时浸入稀中，N极发生氧化反应 则四种金属的活动性顺序由强到弱为 A．M>N>P>Q B．M>N>Q>P C．N>Q>P>M D．P>M>N>Q 【答案】B 【详解】①M、N用导线相连后，同时插入硫酸铜溶液中，N极变粗，则N电极上铜离子得电子生成Cu，为原电池正极，所以金属活动性M>N； ②P、Q用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子从Q极沿导线流入P极，电子流出的电极是负极、电子流入的电极是正极，所以金属活动性Q>P； ③N、Q相连后，同时浸入稀H2SO4中，N极发生氧化反应，则N为负极、Q为正极，金属活动性N>Q； 故金属的活泼性为M>N>Q>P，故选B。 【提分秘籍】 基本规律 1．增大氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用举例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率大。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率增大。 2．比较金属的活动性强弱 (1)原理：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 (2)应用举例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 3．用于保护金属 (1)原理：使被保护的金属制品与比其活泼的金属相连接，作原电池正极而得到保护。 (2)应用举例：在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，锌块与钢铁外壳形成原电池，锌作负极，铁作正极被保护。 4．设计原电池 (1)思路：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)步骤 ①找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。 ②拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 ③定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 ④画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 【变式演练】 1．某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏 转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】原电池中灵敏电流计指针偏向正极。 【详解】A．根据表中的实验现象分析，实验1中Al电极作正极、实验3中Al电极作负极﹐A项正确； B．实验3、4中原电池均为铝电极作负极﹐溶液均含OH-，总反应方程式都为2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑，B项正确； C．实验2、4中Cu电极均作正极，C项正确﹔ D．实验4中Al电极作负极﹐其电极反应式为Al－3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，D项错误； 故选D。 2．把甲、乙、丙、丁4种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若甲、乙相连，甲为负极；丙、丁相连，丁上有气泡逸出；甲、丙相连，甲质量减少；乙、丙相连，电子由乙流向丙。则4种金属的活动性顺序由强到弱排列为 A．甲>丙>丁>乙 B．甲>丙>乙>丁 C．乙>丁>丙>甲 D．甲>乙>丙>丁 【答案】D 【详解】根据题意，若甲、乙相连，甲为负极，则活泼性甲＞乙；丙、丁相连，丁上有气泡逸出，则丁为正极，则活泼性丙＞丁；甲、丙相连，甲质量减少，甲为负极，则活泼性甲＞丙；乙、丙相连，乙是电子流出的一极，乙为负极，则活泼性乙＞丙，因此四种金属的活动性顺序由大到小排列为甲＞乙＞丙＞丁，故D符合题意； 故选D。 3．设计一个原电池来实现反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，下列各选项中，电极和电解质溶液选择均正确的是 选项 负极材料 正极材料 电解质溶液 A Fe Cu B Cu 石墨 C Fe 石墨 D Cu Pt A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】根据电池总反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，Cu发生氧化反应，所以Cu是负极材料；Fe3+发生还原反应，含有Fe3+的盐为电解质溶液，故选B。 【题型五】常见的几种化学电池 【典例分析】汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是 A．PbO2是电池的负极 B．电池放电时，溶液的酸性增强 C．铅酸蓄电池工作时，负极质量减少，正极质量增加 D．正极的电极反应方程式： 【答案】D 【详解】A．二氧化铅得电子被还原，为正极，A错误； B．电池放电时，硫酸参加反应生成水，所以溶质的质量减少，溶剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，B错误； C．负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：负极质量增大，C错误； D．正极的电极反应为氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅，方程式：，D正确； 故选D。 【提分秘籍】 基本规律 一、几种常见的化学电池 1．一次电池 (1)特点：放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。 (2)常见的一次电池——锌锰干电池 锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，MnO2作正极反应物，在石墨棒周围填充糊状的NH4Cl作电解质溶液。 2．充电电池(二次电池) (1)特点：充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。 (2)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。 如氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等。燃料电池的负极通入的一定是可燃性气体(还原剂)，正极通入的一定是助燃性气体(氧化剂一般为O2)。 (2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 二、各类电池电极反应式的书写 1．书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2．电极反应式形式 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 3．电极反应式的书写思路 【特别提醒】①若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，在保证电子转移数目相同的情况下，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。 如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ ②电极反应式中转移的电子数必须要与总反应方程式中转移的电子数相同。 【变式演练】 1．日常生活常用的干电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．锌锰电池，它是一次性电池，放电之后不能再充电 B．电池使用过程中锌筒逐渐变薄是发生了的反应 C．电极a为正极，发生氧化反应 D．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效 【答案】C 【分析】锌锰干电池为原电池原理，其中锌作负极，发生失电子的氧化反应，石墨棒为正极，二氧化锰发生得电子的还原反应，据此分析解答。 【详解】A．锌锰电池不能反复充电放电，是一次性电池，故A项正确； B．电池使用过程中，锌筒作负极，发生失电子的氧化反应生成锌离子，从而使锌筒逐渐变薄，其电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故B项正确； C．根据上述分析可知，电极a为正极，发生还原反应，故C项错误； D．干电池中的电解质溶液易与锌反应减小电解质的量和电极材料的量，所以锌锰干电池即使不用，长久放置也会失效，故D项正确； 故本题选C。 2．新能源公交车所用的氢氧燃料电池工作示意图如图所示。下列说法中正确的是 A．电极b为电池的正极，发生氧化反应 B．电池工作过程中K+向电极a迁移 C．电池工作时，电子由电极a流出，经KOH溶液移向电极b D．电池工作一段时间后，溶液的pH变小 【答案】D 【分析】由图可知，电极a为负极，电极反应式为；电极b为正极，电极反应式为，据此作答； 【详解】A．由分析可知，电极b为正极，发生还原反应，A错误； B．电池工作过程中K+向正极移动，即向电极b移动，B错误； C．电子只能通过导线传到，不能从溶液通过，C错误； D．电池总反应为，产生水，氢氧化钾溶液浓度变小，溶液的pH变小，D正确； 故选D。 3．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池放电时总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是 A．电池放电时，能量转化率可达到100% B．Li是负极，电极反应为Li-e-=Li+ C．MnO2是正极，发生氧化反应 D．电池放电时外电路电子流向锂电极 【答案】B 【分析】根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=Mn，据此分析。 【详解】A．电池中部分化学能转化为热能，则化学能不可能100%转化为电能，故A错误； B．失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故B正确； C．MnO2是正极，得电子发生还原反应，故C错误； D．锂电极失电子，是电子流出的一极，故D错误； 答案选B。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．燃料和能源的发展推动了人类文明的进步。下列叙述不正确的是 A．钻木取火过程中存在化学变化 B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能 C．燃料电池将热能转化为电能 D．太阳能光解水制氢属于新能源的利用 【答案】C 【详解】A．钻木取火包含物质的燃烧，属于化学变化，A正确； B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能等形式的能量，B正确； C．燃料电池直接将化学能转化为电能，C错误； D．太阳能属于新能源，利用太阳能光解水制氢属于新能源的利用，D正确； 答案选C。 2．一氧化碳可以与氧气充分反应，燃烧生成二氧化碳。下列关于该反应的说法不正确的是 A．属于放热反应 B．属于氧化还原反应 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因 【答案】C 【详解】A．燃烧放热，该反应属于放热反应，故A项正确； B．该反应中，CO中C元素化合价升高，氧气中氧元素价态降低，属于氧化还原反应，故B项正确； C．该反应属于放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，故C项错误； D．断键吸热、成键放热，化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因，故D项正确； 故本题选C。 3．已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．A物质能量一定低于C物质能量 C．断键吸收的总能量小于成键放出的总能量 D．反应物的总能量高于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．根据图象可知A+B的总能量小于C+D的总能量，因而该反应为吸热反应，A正确； B．A+B的总能量小于C+D的总能量，A物质能量不一定低于C物质能量，故B错误； C．该反应为吸热反应，因而断开反应物中的化学键所吸收的能量大于生成物中化学键形成所释放的能量，C错误 D．根据图象可知A+B的总能量小于C+D的总能量，D错误； 故选A。 4．如图为某锌一铜原电池示意图。下列说法正确的是 A．电子由铜片通过导线流向锌片 B．溶液中的Cu2+向锌电极移动 C．正极电极反应式Zn+2e-=Zn2+ D．电池工作时铜电极的质量增加 【答案】D 【分析】该锌-铜原电池中，自发的氧化还原反应为Zn+ Cu2+=Zn2+＋Cu，Zn元素化合价升高，锌为负极、铜为正极。 【详解】A．电子由锌片通过导线流向铜片，A项错误； B．溶液中的向正极，即向铜电极移动，B项错误； C．正极电极反应式：，C项错误； D．铜电极表面有铜析出：，质量增加，D项正确； 故答案为：D。 5．化学键的键能指常温常压下，将1mol分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量(单位为kJ·mol-1)。根据键能数据计算H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化为 化学键 H-H H-F F-F 键能/(kJ·mol-1) 439 565 155 A．放出536kJ·mol-1 B．吸收536kJ·mol-1 C．吸收1724kJ·mol-1 D．放出1724kJ·mol-1 【答案】A 【详解】△H=反应物键能之和－生成物键能之和，结合图表中键能数据和反应中化学键的判断进行计算，△H=439 kJ·mol-1+155 kJ·mol-1－565 kJ·mol-1×2=﹣536 kJ·mol-1，故A项符合题意。 6．某学习小组在学习原电池后，以和为电极材料，制作了如图所示的柠檬水果电池(果汁呈酸性)，下列说法正确的是 A．该电池能将化学能转化为电能 B．电子从锌电极经水果内部流向铜电极 C．电池工作时，铜电极上发生了氧化反应 D．电池工作一段时间后，铜片发生还原反应质量增加 【答案】A 【分析】Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，果汁作电解质溶液，据此分析解答。 【详解】A．水果电池为原电池，能将化学能转化为电能，A正确； B．电子不能进入溶液，电子从锌电极经导线流向铜电极，B错误； C．锌的活泼性大于铜，电池工作时，铜为正极，发生还原反应，C错误； D．铜片做正极，但正极无金属析出，故铜片质量不变，D错误； 故选A。 7．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为放热反应 B．氢氧化钾溶液与硝酸的反应符合图 C．八水合氢氧化钡固体与氯化铵固体混合搅拌的反应符合图 D．该反应只有在加热的条件下才能进行 【答案】C 【分析】由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应，有的吸热反应常温下也能发生，据此分析。 【详解】A．依据图象分析，反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，故A错误； B．氢氧化钾溶液与硝酸为酸碱中和反应，为放热反应，故B错误； C．八水合氢氧化钡固体与氯化铵固体混合搅拌的反应为吸热反应，故C正确； D．有的吸热反应常温下也能发生，如碳酸氢铵的分解，所以该反应常温下也能发生，故D错误； 故选C。 8．下列反应既属于氧化还原反应又属于放热反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．酸碱中和反应属于非氧化还原反应、放热反应，A项不符合题意； B．碳酸钙高温分解属于非氧化还原反应、吸热反应，B项不符合题意； C．与硫酸的反应属于氧化还原反应、放热反应，C项符合题意； D．与高温下的反应属于氧化还原反应、吸热反应，D项不符合题意； 故选C。 9．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】原电池的构成条件为：1、活泼性不同的两个电极；2、电解质溶液；3、形成闭合回路；4、能自发进行氧化还原反应； 【详解】A、B、D反应方程式中都有化合价的变化，所以都是氧化还原反应；C的反应中没有化合价的变化，所以不是氧化还原反应，不能设计成原电池； 故选C。 10．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“-”表示化学键)，下列说法错误的是 A．过程I是吸热过程 B．过程Ⅲ一定是放热过程 C．为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量 D．该反应的能量转化形式只有化学能转化为热能 【答案】D 【详解】A．过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，A正确； B．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，B正确； C．氢气燃烧放热，则反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确；   D．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，D错误； 故选D。 培优第二阶——能力提升练 11．下列物质间反应，其能量变化可以用下图表示的是 A．氢氧化钡与氯化铵反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．盐酸与氢氧化钠 D．高温煅烧使碳酸钙分解 【答案】C 【分析】根据图象判断这是一个放热反应，据此解答。 【详解】A．氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，故A不符合题意； B．灼热的炭和二氧化碳的反应属于吸热反应，故B不符合题意； C．酸碱中和反应属于放热反应，故C符合题意； D．高温煅烧碳酸钙属于吸热反应，故D不符合题意； 答案选C。 12．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．无水乙醇为非电解质，不导电，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，A不合题意； B．Al能与NaOH溶液反应，但Mg和Al未用导线连接，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，B不合题意； C．两电极均为石墨电极，没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流，C不合题意； D．已知Zn比Pb活泼，能与稀盐酸反应，且形成了闭合回路，则能够形成原电池即产生电流，D符合题意； 故选：D。 13．a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b．将a、b用导线相连放入溶液，下列叙述中不正确的是 A．导线上有电流，电流方向由b向a B．a极质量减小，b棒质量增加 C．b棒上放出氢气 D．a棒周围浓度逐渐增大 【答案】C 【分析】由题意知，a、b、H、Cu的活动性由强到弱的顺序为：，则a、b及CuSO4溶液构成的原电池中，a作负极，b作正极，溶液中的在b极上得到电子析出铜，从而使b棒质量增加，b棒上不会产生。据此分析作答。 【详解】A．根据分析可知，a作负极，b作正极，电流方向由正极流向负极，A正确； B．a作负极，被氧化，转化为对应的阳离子、金属质量减小；b作正极，b的还原性强于氢和铜，溶液中的在b极上得到电子析出铜，使b棒质量增加，不会产生氢气，B正确； C．b作正极，b的还原性强于氢和铜，溶液中的在b极上得到电子析出铜，不会产生氢气，C错误； D．a作负极，根据原电池中离子移动方向，阴离子移向负极，故a棒周围浓度逐渐增大，D正确； 故选C。 14．某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．②→③过程中形成了非极性共价键 B．③→④是吸热过程 C．在该反应中，反应物总能量大于生成物总能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物成键释放的能量 【答案】C 【详解】A．根据示意图可判断②→③过程是化学键断裂的过程，A错误； B．③→④过程，形成了化学键，为放热过程，B错误； C．该反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，C正确； D．该反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D错误； 答案选C。 15．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图Ⅰ水果电池 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极 C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4 D．图Ⅳ所示电池中正极反应为： 【答案】C 【详解】A．图I水果电池中，锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，电子由负极流向正极，A正确； B．图II为锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨作正极，B正确； C．图III为铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅作正极，放电时负极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4，正极反应式为PbO2+ +4H++2e-=PbSO4+2H2O，C错误； D．图IV为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，氧气得电子被还原，由于电解质溶液呈酸性，因此正极电极反应式为：，D正确； 故选C。 16．化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与图示相符的组合是 ①食物的腐败 ②碳与水蒸气高温下反应 ③盐酸与碳酸氢钠反应 ④生石灰加水制熟石灰 ⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应 ⑥镁条溶于盐酸 A．①②③ B．②③④ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 【答案】C 【分析】据图可知：生成物的总能量高于反应物的总能量，因此图示表示的该反应为吸热反应。常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应等；常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，少数分解反应以及某些复分解反应(如铵盐和强碱)等。 【详解】①食物的腐败过程放出热量，反应为放热反应，①不符合题意； ②碳与水蒸气高温下发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，②符合题意； ③盐酸与碳酸氢钠发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，③符合题意； ④生石灰加水制熟石灰的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，④不符合题意； ⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应会吸收热量，反应为吸热反应，⑤符合题意； ⑥镁条溶于盐酸的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，⑥不符合题意； 则符合图示的反应序号为②③⑤，故合理选项是C。 17．某电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，电池总反应式为。下列说法正确的是 A．Zn为电池的负极，发生还原反应 B．正极反应式为 C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时向负极迁移 【答案】D 【分析】电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，根据电池总反应，Zn发生氧化反应作负极，发生还原反应作正极。 【详解】A．Zn为电池的负极，失去电子发生氧化反应，A错误； B．正极得到电子发生还原反应生成氢氧化铁，反应式为，B错误； C．根据电池总反应：，该电池放电过程中电解质氢氧化钾溶液浓度增大，C错误； D．原电池中阴离子向负极移动，D正确； 故选D。 18．氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示，该燃料电池说法不正确的是 A．氢氧燃料电池中，当转移4mol电子时消耗1mol氧气 B．电子从电极经外电路流向电极 C．放电时的总反应为： D．通入氧气的一极为负极，发生氧化反应 【答案】D 【分析】氢氧燃料电池中通入氢气的一极为负极，即a电极为负极，通入氧气的一极为正极，即b电极为正极。 【详解】A．氢氧燃料电池中，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，当转移4 mol电子时消耗1mol氧气，A项正确； B．电子从负极经外电路流向正极，即电子从a电极经外电路流向b电极，B项正确； C．放电时的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O，C项正确； D．通入氧气的一极为正极，得电子，化合价降低，发生还原反应，D项错误； 故答案选D。 19．下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 【答案】B 【详解】A．放热反应有的也需要加热才能发生，如煤炭的燃烧，即加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应，A错误； B．化学变化中一定有新物质生成，则一定有化学键的断裂和生成，断裂化学键吸收能量、成键释放能量，则化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确； C．一定条件下进行的化学反应，可以将化学能转化成光能、热能或电能等，还可能是热能转化为化学能，C错误； D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应吸收热量，D错误； 答案选B。 20．氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 【答案】D 【分析】氢氧燃料电池中氧气一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，氢气一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应； 【详解】A．通入还原剂H2的电极为负极，所以a为负极，A正确； B．燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，B正确； C．氢氧燃料电池总反应为氢气和氧气生成水：，C正确； D．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，电流由正极b流向负极a，D错误； 故选D。 培优第三阶——培优拔尖练 21．甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是 A．的能量大于和的能量总和 B．晶体与晶体的反应与该反应的能量变化相同 C．若破坏中的化学键需吸收热量，则破坏键需吸收热量 D．在中完全燃烧生成向外界释放的能量 【答案】C 【分析】由图可知，1molCH4(g)+2molO2(g)断裂所有共价键，需要吸收2646kJ的热量；1molC(g)+4molH(g)+4molO(g)结合成1molCO2(g)+2molH2O(g)，能放出3446kJ的热量。 【详解】A．由图可知，1molCH4(g)和2molO2的能量大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量总和，但1molCH4(g)的能量不一定大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量总和，A错误； B．由图可知，图示反应为放热反应，而晶体与晶体的反应为吸热反应，B错误； C．若破坏中的化学键需吸收热量，则破坏键需吸收热量为，C正确； D．在反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)中，在中完全燃烧生成放出热量为800kJ，而不是生成2mol液态水放热800kJ，D错误； 故选C。 22．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】a极质量减小，b极质量增加，则表明a极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极，金属活动性a＞b；b极有气体产生，c极无变化，则表明b极金属能与H+发生置换反应，而c极不能，金属活动性b＞c；d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属活动性d＞c；电流计指示，导线中电流从a极流向d极，则d极为负极，a极为正极，金属活动性d＞a；综合以上分析，金属活动性d＞a＞b＞c，C正确。 23．化学反应 A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．该反应每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量 B．反应物的总能量比反应产物的总能量低(a-b)kJ C．破坏反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键释放的能量 D．反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高 【答案】C 【分析】由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，为吸热反应。 【详解】A．根据分析，1molA2(g)和1molB2(g)反应生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量，A正确； B．该反应为吸热反应，反应物的总能量比反应产物的总能量低(a-b)kJ，B正确； C．该反应为吸热反应，由能量变化图可知，破坏反应物中化学键所需的能量为a kJ，形成反应产物中化学键所释放的能量为b kJ，可以看出a>b，C错误； D．反应物化学键中储存的总能量为a kJ，反应产物化学键中储存的总能量为b kJ，a>b，D正确； 故选C。 24．如图为1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化图(已知：物质具有的键能越大越稳定)。下列说法正确的是 A．该反应每生成1 mol HCl，放出183 kJ的热量 B．由图知H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子会放出431 kJ的能量 C．氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更稳定 D．该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量少 【答案】B 【分析】物质内含有的化学键的键能越大，该物质的稳定性就越强。根据产生的热量等于反应物化学键的键能总和与生成物化学键的键能总和的差计算。 【详解】A．根据图示可知：断裂1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出的热量Q=436 kJ+243 kJ-2×431 kJ=183 kJ，所以该反应每生成1 mol HCl，放出91.5 kJ的热量，A错误； B．由图可知:1 molH原子和1 molCl原子反应形成1 mol分子会放出431 kJ的能量，B正确； C．物质具有的键能越大，断裂该化学键稀吸收能量就越多，化学键就越难断裂，含有该化学键的物质就越稳定，因此根据图示可知氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键的键能更大，因此H2比Cl2更稳定，C错误； D．气态物质变为液态会放出能量，因此该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量更多，D错误； 故合理选项是B。 25．如图所示，良导体杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断错误的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)。 A．若烧杯中为溶液，则A端低B端高 B．若烧杯中为溶液，则A端低B端高 C．若烧杯中为浓硝酸溶液，则A端低B端高 D．若烧杯中为溶液，铜球换成等质量等体积铝球，则A端高B端低 【答案】C 【详解】A．若烧杯中为溶液，则A正极：增重，B负极：，减重，则A端低B端高，故A正确； B．若烧杯中为溶液，则A正极：，质量不变，B负极：，减重，则A端低B端高，故B正确； C．若烧杯中为浓硝酸溶液，铁会钝化，则A负极：减重，B正极的质量会增加，则A端高B端低，故C错误； D．若烧杯中为溶液，铜球换成等质量等体积铝球，则A负极：减重，B正极产生氢气，质量不变，则A端高B端低，故D正确； 答案选C。 26．下列变化过程中，属于放热的有几个 ①液态水汽化；②Fe丝在纯氧中燃烧；③高温下分解；④Mg和HCl反应；⑤稀释浓硫酸；⑥固体溶于水；⑦铝热反应；⑧与固体混合；⑨生石灰溶于水；⑩碳与二氧化碳反应 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】D 【详解】①液态水汽化是吸热过程； ②Fe丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，属于放热反应； ③高温下分解是吸热反应； ④Mg和HCl反应生成氯化镁和氢气，属于放热反应； ⑤稀释浓硫酸是放热过程； ⑥固体溶于水是吸热过程； ⑦铝热反应是放热反应； ⑧与固体混合反吸热反应； ⑨生石灰溶于水生成氢氧化钙，属于放热反应； ⑩碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，属于吸热反应。 属于放热的有②④⑤⑦⑨，共5个，选D。 27．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 键 键 键 键 键能/() 463 496 436 138 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了能量 C．过程Ⅱ放出了能量 D．过程I属于放热反应 【答案】D 【详解】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为，A正确； B．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，B正确； C．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，C正确； D．过程I为断裂化学键吸收能量，属于吸热反应，D错误； 故选D。 28．如图所示是一种以液态肼()为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在固体氧化物电解质的温度达700～900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A．放电时，电子的流向为电极甲→负载→电极乙→固体氧化物→电极甲 B．放电时，电池内的O2-由电极甲移向电极乙 C．电池负极反应为：N2H4 - 4e-=N2 ↑+ 4H+ D．当电路中通过2mol e-时，电极乙上有16g O2参与反应 【答案】D 【分析】该电池中以液态肼为燃料，通入N2H4的电极为负极，即电极甲为负极，通入氧气的电极为正极，即电极乙为正极。 【详解】A．电子不能通过电解质，A错误； B．原电池中阴离子移向负极，故放电时，电池内的O2-由电极乙移向电极甲，B错误； C．反应生成物均为无毒无害的物质，所以N2H4被氧气氧化生成N2和H2O，电解质为固体氧化物，O2-在该固体氧化物电解质中自由移动，故负极反应为：，C错误； D．1molO2参与反应时转移4mol电子，故电路中通过2mol e-时，电极乙上消耗0.5molO2，即有16g O2参与反应，D正确； 故选D。 29．某小组同学进行如下实验： 实验序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验装置 实验现象 锌片表面有气泡 铜片表面没有气泡 锌片和铜片表面均有气泡 溶液颜色均无变化 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生反应： B．由实验Ⅰ可知，金属活动性： C．实验Ⅱ中电子移动方向：铜片→导线→锌片 D．实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同 【答案】C 【分析】实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应；实验Ⅱ中锌、铜在稀硫酸中构成原电池，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气。 【详解】A．由分析可知，实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的离子方程式为，故A正确； B．由分析可知，实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应，说明锌的金属性强于铜，故B正确； C．由分析可知，实验Ⅱ中锌为原电池的负极，铜为正极，电子移动方向：锌片→导线→铜片，故C错误； D．由实验现象可知，实验Ⅰ中锌片表面有气泡，实验Ⅱ中锌片和铜片表面均有气泡说明实验Ⅰ和Ⅱ中氢离子得电子的位置不完全相同，故D正确； 故选C。 30．化学反应是人类获取能量的重要途径，我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。 Ⅰ．回答下列问题： (1)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表： 化学键 H-H O=O H-O 键能(kJ/mol) 436 496 463 则常温常压下，1molH2在空气中充分燃烧，生成lmolH2O(g)放出热量 kJ。 Ⅱ．各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上，实现了节能减排，也为生活带来了极大的便利。 (2)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池，其构造如图所示。 ①电池工作时，电子由 流出(填“Pb”或“PbO2”)。 ②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O，其工作时电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)2020年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相，氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示： ①a处通入的气体是 。 ②电池每消耗标准状况下5.6L氢气，电路中通过的电子数目为 。 【答案】(1)242 (2) Pb 增大 (3) H2 0.5NA(或3.01×1023) 【详解】（1）对于反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)  △H △H=436 kJ/mol +×496 kJ/mol -2×463 kJ/mol =-242 kJ/mol，则常温常压下，1molH2在空气中充分燃烧，生成lmolH2O(g)放出热量242kJ。 （2）铅蓄电池中，Pb作负极，PbO2作正极。 ①电池工作时，电子由负极沿导线流向正极，则从Pb流出。 ②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O，其工作时，需要不断消耗H+和，同时生成H2O，使c(H+)减小，则电解质溶液的pH将增大。 （3）在氢氧燃料电池中，通H2的电极作负极，电子从负极出发，沿导线经过用电器流向正极。则： ①图中信息显示，电子从左侧出发，则a处通入的气体是H2。 ②电池工作时，H2——2e-，每消耗标准状况下5.6L氢气，电路中通过的电子数目为=0.5NA(或3.01×1023)。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 6.1化学反应与能量变化题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】放热反应与吸热反应的判断 1 【题型二】化学反应中能量变化的原因 3 【题型三】原电池的工作原理 5 【题型四】原电池原理的应用 8 【题型五】常见的几种化学电池 10 二、分阶培优练 13 【题型一】放热反应与吸热反应的判断 【典例分析】下列化学反应过程中伴有热量释放的是 A．灼热的碳与二氧化碳的反应 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．金属钠与水的反应 【提分秘籍】 基本规律 1．放热反应与吸热反应的定义 (1)放热反应： 热量的化学反应。 (2)吸热反应： 热量的化学反应。 2．常见的放热反应和吸热反应 3．化学反应能量变化注意事项 (1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如乙醇燃烧；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等是吸热过程，但不是吸热反应。 4．物质的稳定性与物质能量的关系 物质具有的能量 ，该物质越 。简记：能量越低越稳定。 【变式演练】 1．下列反应既属于非氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．冰雪消融 B．灼热的炭与的反应 C．与的反应 D．铁片与稀盐酸的反应 2．下列过程的能量变化与图示相符的是 A．生石灰溶于水 B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应 C．浓硫酸溶于水 D．稀硫酸除铁锈 3．下列物质间反应，其能量变化可以用下图表示的是 A．氢氧化钡与氯化铵反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．盐酸与氢氧化钠 D．高温煅烧使碳酸钙分解 【题型二】化学反应中能量变化的原因 【典例分析】常温常压下，N2与H2反应的能量变化示意图如图，下列说法错误的是 A．断裂化学键需要吸收能量 B．1molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大 C．若生成2molNH3，则反应放出92kJ能量 D．反应过程中有非极性键的断裂与形成 【提分秘籍】 基本规律： 1．微观角度：从化学键角度解释化学反应中的能量变化 用Q(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物化学键形成时放出的总能量。 公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝反应物总键能－生成物总键能。 ΔQ>0，为吸热反应；ΔQ<0，为放热反应。 简记：吸多为吸热反应，放多为放热反应。 【注意】应用公式计算化学反应中的能量变化时，不仅要注意反应中的各物质的物质的量，还要注意1 mol物质中化学键的物质的量，如1 mol H2O中含有2 mol H—O，1 mol H2O2中含有2 mol H—O和1 mol O—O。 2．宏观角度：从反应物、生成物总能量角度解释化学反应中的能量变化 放热反应 吸热反应 【总结】化学反应能量变化(ΔE)＝生成物总能量－反应物总能量。 ΔE>0，为吸热反应；ΔE<0，为放热反应。 3．化学反应遵循的两条基本规律 (1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。 (2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的总能量不变。 【注意】任何化学反应在发生物质变化的同时必然伴随着能量的变化，但化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化，化学能也可以与光能、电能等发生转化。 【变式演练】 1．某化学反应中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是 A．该反应过程中反应物断键释放的能量大于生成物成键吸收的能量 B．若反应生成液态氨气，则放热量小于 C．该反应需要使用高温高压条件，可能与氮气的键能过大有关 D．和在某密闭容器中充分反应，反应放热 2．已知C(石墨)=C(金刚石)，在该反应进程中其能量变化如图所示，有关该反应的描述正确的是 A．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 B．该反应为放热反应 C．1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高 D．金刚石比石墨稳定 3．中和反应是常见的放热反应，下列可用来表示中和反应能量变化的图像是 A． B． C． D． 【题型三】原电池的工作原理 【典例分析】下列关于图所示装置的叙述，错误的是 A．向Zn电极移动 B．烧杯中溶液的质量逐渐增加 C．锌是负极，其质量逐渐减小 D．电子从锌片经导线流向铜片 【提分秘籍】 基本规律 1．原电池的概念及本质 (1)概念：将 能转化为 的装置。 (2)本质：发生 反应。 2．原电池的构成条件 【特别提醒】以上四个条件也可作为判断一个装置是否为原电池的依据，只要有一个条件不满足就不能构成原电池。 3．原电池的工作原理 原电池总反应式： 。 (1)电子的移动方向：从 流出，经导线流向 。 (2)离子的移动方向：阳离子向 移动，阴离子向 移动。 【注意】电子只能在导线中定向移动，离子只能在电解质溶液或熔融电解质中定向移动。(简记为：电子不下水，离子不上岸) 4．原电池正、负极的判断 (1)根据电极材料判断 一般来讲，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向来判断 在外电路(导线)中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 (3)根据反应类型判断 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 (4)根据现象判断 一般来说，溶解的一极为负极，增重或不变或有气泡放出的一极为正极。 (5)对于燃料电池而言，电极为惰性材料(Pt、C)，电极本身不反应，只起传导电子的作用，故可根据向两极通入的气体成分来判断正负极。燃料电池的负极通入的一定是可燃性气体(还原剂)，正极通入的一定是助燃性气体(氧化剂一般为O2)。 【特别提醒】判断原电池正负极的注意事项 一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但也要注意电解质溶液的性质。 ①镁、铝用导线连接插入稀硫酸中，镁作负极，铝作正极；若电解质是氢氧化钠，则镁作正极，铝作负极。 ②铜、铝(或铁)用导线连接插入稀硫酸中，铝(或铁)作负极，铜作正极；若插入浓硝酸中，铝(或铁)作正极，铜作负极。 【变式演练】 1．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的下端接触，可观察到片上有无色气泡产生 B．图2中向片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为 2．如图是课外活动小组设计用化学电源使灯发光的装置。下列说法正确的是 A．该装置将化学能转化为电能，电能全部转化为光能 B．电子流动方向：镁极→稀硫酸→铝极→灯→镁极 C．利用该装置可以验证金属性： D．若将稀硫酸换成溶液，溶液中的向铝极迁移得电子产生氢气 3．某兴趣小组以形状大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如图。下列有关该电池的表达正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．铜片发生氧化反应 C．电子流向：锌片→电流表→铜片 D．锌片为正极，发生的电极反应为：Zn+2e-=Zn2+ 【题型四】原电池原理的应用 【典例分析】有M、N、P、Q四块金属片，进行如下实验： ①M、N用导线相连后，同时插入硫酸铜溶液中，N极变粗 ②P、Q用导线相连后，同时浸入稀中，电子从Q极沿导线流入P极 ③N、Q相连后，同时浸入稀中，N极发生氧化反应 则四种金属的活动性顺序由强到弱为 A．M>N>P>Q B．M>N>Q>P C．N>Q>P>M D．P>M>N>Q 【提分秘籍】 基本规律 1．增大氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用举例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率大。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率增大。 2．比较金属的活动性强弱 (1)原理：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 (2)应用举例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 3．用于保护金属 (1)原理：使被保护的金属制品与比其活泼的金属相连接，作原电池正极而得到保护。 (2)应用举例：在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，锌块与钢铁外壳形成原电池，锌作负极，铁作正极被保护。 4．设计原电池 (1)思路：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)步骤 ①找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。 ②拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 ③定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 ④画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 【变式演练】 1．某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏 转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 2．把甲、乙、丙、丁4种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若甲、乙相连，甲为负极；丙、丁相连，丁上有气泡逸出；甲、丙相连，甲质量减少；乙、丙相连，电子由乙流向丙。则4种金属的活动性顺序由强到弱排列为 A．甲>丙>丁>乙 B．甲>丙>乙>丁 C．乙>丁>丙>甲 D．甲>乙>丙>丁 3．设计一个原电池来实现反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，下列各选项中，电极和电解质溶液选择均正确的是 选项 负极材料 正极材料 电解质溶液 A Fe Cu B Cu 石墨 C Fe 石墨 D Cu Pt A．A B．B C．C D．D 【题型五】常见的几种化学电池 【典例分析】汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是 A．PbO2是电池的负极 B．电池放电时，溶液的酸性增强 C．铅酸蓄电池工作时，负极质量减少，正极质量增加 D．正极的电极反应方程式： 【提分秘籍】 基本规律 一、几种常见的化学电池 1．一次电池 (1)特点：放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。 (2)常见的一次电池——锌锰干电池 锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，MnO2作正极反应物，在石墨棒周围填充糊状的NH4Cl作电解质溶液。 2．充电电池(二次电池) (1)特点：充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。 (2)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。 如氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等。燃料电池的负极通入的一定是可燃性气体(还原剂)，正极通入的一定是助燃性气体(氧化剂一般为O2)。 (2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 二、各类电池电极反应式的书写 1．书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2．电极反应式形式 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 3．电极反应式的书写思路 【特别提醒】①若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，在保证电子转移数目相同的情况下，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。 如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ ②电极反应式中转移的电子数必须要与总反应方程式中转移的电子数相同。 【变式演练】 1．日常生活常用的干电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．锌锰电池，它是一次性电池，放电之后不能再充电 B．电池使用过程中锌筒逐渐变薄是发生了的反应 C．电极a为正极，发生氧化反应 D．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效 2．新能源公交车所用的氢氧燃料电池工作示意图如图所示。下列说法中正确的是 A．电极b为电池的正极，发生氧化反应 B．电池工作过程中K+向电极a迁移 C．电池工作时，电子由电极a流出，经KOH溶液移向电极b D．电池工作一段时间后，溶液的pH变小 3．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池放电时总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是 A．电池放电时，能量转化率可达到100% B．Li是负极，电极反应为Li-e-=Li+ C．MnO2是正极，发生氧化反应 D．电池放电时外电路电子流向锂电极 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．燃料和能源的发展推动了人类文明的进步。下列叙述不正确的是 A．钻木取火过程中存在化学变化 B．燃料的燃烧可将化学能转化为热能 C．燃料电池将热能转化为电能 D．太阳能光解水制氢属于新能源的利用 2．一氧化碳可以与氧气充分反应，燃烧生成二氧化碳。下列关于该反应的说法不正确的是 A．属于放热反应 B．属于氧化还原反应 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因 3．已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．A物质能量一定低于C物质能量 C．断键吸收的总能量小于成键放出的总能量 D．反应物的总能量高于生成物的总能量 4．如图为某锌一铜原电池示意图。下列说法正确的是 A．电子由铜片通过导线流向锌片 B．溶液中的Cu2+向锌电极移动 C．正极电极反应式Zn+2e-=Zn2+ D．电池工作时铜电极的质量增加 5．化学键的键能指常温常压下，将1mol分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量(单位为kJ·mol-1)。根据键能数据计算H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化为 化学键 H-H H-F F-F 键能/(kJ·mol-1) 439 565 155 A．放出536kJ·mol-1 B．吸收536kJ·mol-1 C．吸收1724kJ·mol-1 D．放出1724kJ·mol-1 6．某学习小组在学习原电池后，以和为电极材料，制作了如图所示的柠檬水果电池(果汁呈酸性)，下列说法正确的是 A．该电池能将化学能转化为电能 B．电子从锌电极经水果内部流向铜电极 C．电池工作时，铜电极上发生了氧化反应 D．电池工作一段时间后，铜片发生还原反应质量增加 7．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为放热反应 B．氢氧化钾溶液与硝酸的反应符合图 C．八水合氢氧化钡固体与氯化铵固体混合搅拌的反应符合图 D．该反应只有在加热的条件下才能进行 8．下列反应既属于氧化还原反应又属于放热反应的是 A． B． C． D． 9．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 10．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“-”表示化学键)，下列说法错误的是 A．过程I是吸热过程 B．过程Ⅲ一定是放热过程 C．为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量 D．该反应的能量转化形式只有化学能转化为热能 培优第二阶——能力提升练 11．下列物质间反应，其能量变化可以用下图表示的是 A．氢氧化钡与氯化铵反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．盐酸与氢氧化钠 D．高温煅烧使碳酸钙分解 12．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 13．a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b．将a、b用导线相连放入溶液，下列叙述中不正确的是 A．导线上有电流，电流方向由b向a B．a极质量减小，b棒质量增加 C．b棒上放出氢气 D．a棒周围浓度逐渐增大 14．某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．②→③过程中形成了非极性共价键 B．③→④是吸热过程 C．在该反应中，反应物总能量大于生成物总能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物成键释放的能量 15．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 图Ⅰ水果电池 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出 B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极 C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4 D．图Ⅳ所示电池中正极反应为： 16．化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与图示相符的组合是 ①食物的腐败 ②碳与水蒸气高温下反应 ③盐酸与碳酸氢钠反应 ④生石灰加水制熟石灰 ⑤氢氧化钡晶体与氯化铵反应 ⑥镁条溶于盐酸 A．①②③ B．②③④ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 17．某电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，电池总反应式为。下列说法正确的是 A．Zn为电池的负极，发生还原反应 B．正极反应式为 C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时向负极迁移 18．氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示，该燃料电池说法不正确的是 A．氢氧燃料电池中，当转移4mol电子时消耗1mol氧气 B．电子从电极经外电路流向电极 C．放电时的总反应为： D．通入氧气的一极为负极，发生氧化反应 19．下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 20．氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 培优第三阶——培优拔尖练 21．甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是 A．的能量大于和的能量总和 B．晶体与晶体的反应与该反应的能量变化相同 C．若破坏中的化学键需吸收热量，则破坏键需吸收热量 D．在中完全燃烧生成向外界释放的能量 22．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A． B． C． D． 23．化学反应 A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．该反应每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量 B．反应物的总能量比反应产物的总能量低(a-b)kJ C．破坏反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键释放的能量 D．反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高 24．如图为1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化图(已知：物质具有的键能越大越稳定)。下列说法正确的是 A．该反应每生成1 mol HCl，放出183 kJ的热量 B．由图知H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子会放出431 kJ的能量 C．氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更稳定 D．该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量少 25．如图所示，良导体杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断错误的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)。 A．若烧杯中为溶液，则A端低B端高 B．若烧杯中为溶液，则A端低B端高 C．若烧杯中为浓硝酸溶液，则A端低B端高 D．若烧杯中为溶液，铜球换成等质量等体积铝球，则A端高B端低 26．下列变化过程中，属于放热的有几个 ①液态水汽化；②Fe丝在纯氧中燃烧；③高温下分解；④Mg和HCl反应；⑤稀释浓硫酸；⑥固体溶于水；⑦铝热反应；⑧与固体混合；⑨生石灰溶于水；⑩碳与二氧化碳反应 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 27．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 键 键 键 键 键能/() 463 496 436 138 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了能量 C．过程Ⅱ放出了能量 D．过程I属于放热反应 28．如图所示是一种以液态肼()为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在固体氧化物电解质的温度达700～900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A．放电时，电子的流向为电极甲→负载→电极乙→固体氧化物→电极甲 B．放电时，电池内的O2-由电极甲移向电极乙 C．电池负极反应为：N2H4 - 4e-=N2 ↑+ 4H+ D．当电路中通过2mol e-时，电极乙上有16g O2参与反应 29．某小组同学进行如下实验： 实验序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验装置 实验现象 锌片表面有气泡 铜片表面没有气泡 锌片和铜片表面均有气泡 溶液颜色均无变化 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生反应： B．由实验Ⅰ可知，金属活动性： C．实验Ⅱ中电子移动方向：铜片→导线→锌片 D．实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同 30．化学反应是人类获取能量的重要途径，我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。 Ⅰ．回答下列问题： (1)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表： 化学键 H-H O=O H-O 键能(kJ/mol) 436 496 463 则常温常压下，1molH2在空气中充分燃烧，生成lmolH2O(g)放出热量 kJ。 Ⅱ．各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上，实现了节能减排，也为生活带来了极大的便利。 (2)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池，其构造如图所示。 ①电池工作时，电子由 流出(填“Pb”或“PbO2”)。 ②该电池的工作原理为PbO2+Pb+2+4H+=2PbSO4+2H2O，其工作时电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)2020年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相，氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示： ①a处通入的气体是 。 ②电池每消耗标准状况下5.6L氢气，电路中通过的电子数目为 。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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