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．下列反应属于吸热反应的是 A．甲烷燃烧 B．与反应 C．铁与稀盐酸反应 D．氢氧化钠与稀盐酸反应 2．下列变化过程，属于放热反应的是( ) ①碳与水蒸气生成一氧化碳和氢气 ②酸碱中和反应 ③铝粉与氧化铁粉末反应 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥碳酸钙高温分解 A．②③④⑤ B．②④⑤ C．②③⑤ D．①③⑤ 3．已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述正确的是    A．每生成2分子吸收能量 B．该反应属于吸热反应 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂键和键，放出能量 4．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．吸热反应都需要加热才能发生 B．镁条与盐酸的反应属于放热反应 C．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化 D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 5．用于驱动检验管道焊缝设备爬行器的甲醇—燃料电池的工作原理如图所示，下列有关该电池说法正确的是 A．电池工作时，OH-向电极A移动，所以电极B附近的溶液碱性减弱 B．电子由电极A经负载流向电极B，再经过氢氧化钠溶液返回电极A，形成闭合回路 C．电极B为电池的正极，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- D．该电池工作时，当A极消耗1molCH3OH的同时B极消耗33.6LO2 6．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示（NO）。下列说法不正确的是（    ） A．NO属于极性分子 B．含有非极性共价键 C．过程②释放能量，过程③吸收能量 D．标准状况下，NO分解生成5.6LN2转移电子数为6.02×1023 7．化学反应常常伴随能量的变化，以下是与反应的能量变化示意图，下列说法正确的是 A．氯化氢分子的电子式： B．该反应既是氧化还原反应又是放热反应 C．形成1mol H-Cl键要吸收431kJ的能量 D．反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量 8．某一同学根据离子反应方程式 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是 A．电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3 溶液 B．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2 溶液 C．电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液 D．电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液 9．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．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生 B．图2中H＋向Zn片移动 C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快 D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32 10．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流计指针发生了偏转，下列分析正确的是（ ） A．如图装置的电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－＝I2＋2e－ C．K+离子向C1电极流动 D．装置发生的总反应是Hg2++2I－＝HgI2↓ 11．研究化学反应的热效应有利于更好地利用化学能。下列说法正确的是（    ） A．吸热反应都不能自发进行 B．放热反应任何条件下一定能自发进行 C．凡是需要加热才能进行的反应一定是吸热反应 D．反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应 12．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 13．我国科研人员研制出一种可充电电池，该电池中锂箔作负极，多孔碳布作正极，玻璃纤维作隔板，其电池结构如图所示，电池总反应为。下列说法错误的是 A．该电池属于二次电池 B．放电时正极反应式为 C．正、负极室均可用锂盐水溶液作电解质溶液 D．该电池的放电过程是一种固氮过程 14．高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示： 原理如下：(1− x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是 A．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极 B．充电时，Li+向左移动 C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe− +nC=LixCn D．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe− =xLiFePO4 15．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是 A．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极 B．正极反应式为2Fe+=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时OH-向负极迁移 二、填空题 16．氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题： (1)分解海水时， 能转变为 能，二氧化钛作 。生成的氢气用于燃料电池时， 能转变为 能。水分解时，断裂的化学键为 键，分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。 (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如下： 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”)。 17．火力发电的原理：首先通过化石燃料 ，使 ，加热水使之 以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。 18．回答下列问题： (1)化学反应中伴随着能量变化。下列属于吸热反应的是 (填序号)。 a.燃烧CO b.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应     c.铝和稀盐酸反应     d.NaOH溶液和稀盐酸反应     e.液态水变为水蒸气     f.水蒸气冷凝为液态水     g.碳酸氢钠与稀硫酸反应 (2)已知葡萄糖(C6H12O6)的燃烧热是2804kJ/mol，写出葡萄糖燃烧热的热化学方程式： ，当它在人体内氧化生成1g水时放出的热量约为 。 (3)如图为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。则硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为 。 19．根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag (1)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图； (2)注明原电池的正极和负极，以及外电路中电子流向； (3)写出两个电极上的电极反应式。 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3月8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 B C B A C C B A B B 题号 11 12 13 14 15 答案 D B C B D 1．B 【详解】A．甲烷燃烧为燃烧反应，属于放热反应，故A不选； B．与反应为吸热反应，故B选； C．铁与稀盐酸反应为活泼金属单质与酸反应，属于放热反应，故C不选； D．氢氧化钠与稀盐酸反应为中和反应，属于放热反应，故D不选； 综上所述，答案为B。 2．C 【详解】①碳与水蒸气生成一氧化碳和氢气属于吸热反应； ②酸碱中和反应是放热反应； ③铝粉与氧化铁粉末反应属于放热反应； ④固体NaOH溶于水放热，属于物理变化，不是放热反应； ⑤ H2在Cl2中燃烧是放热反应； ⑥碳酸钙高温分解属于吸热反应； 答案选B。 3．B 【详解】A．题图中各物质的计量单位为摩尔(mol)，则表明每生成2mol吸收()kJ能量，A项错误； B．题图表明反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应属于吸热反应，B项正确， C．该反应属于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误； D．题图表明断裂1mol键和1mol键吸收kJ能量，D项错误。 故选：B。 4．A 【详解】A．吸热反应不一定需要加热才能发生，如八水合氢氧化钡与氯化铵固体研磨就生成氨气的吸热反应就不需要加热，故A错误； B．镁条与盐酸的反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应，故B正确； C．化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，所以化学反应在发生物质变化的同时一定伴随有能量变化，故C正确； D．反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反应时会向环境释放能量，故D正确； 故选A。 5．C 【分析】甲醇燃料电池中，甲醇失电子为负极，氧气得电子为正极，则电极A为负极，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，电极B为正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。 【详解】A．电极A为负极，失电子，氢氧根离子向A极移动，电极B为正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，生成了氢氧根离子，溶液碱性增强，A错误； B．电子只能通过导线传，不能进入溶液中，B错误； C．由分析可知，电极B为电池的正极，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确； D．气体所处温度、压强未知，气体摩尔体积未知，无法计算气体体积，D错误； 答案选C。 6．C 【分析】分析NO分解的过程，可知过程①为固体表面吸附NO分子的过程，过程②中发生了旧化学键的断裂：2NO=2N+2O；过程③为新化学键的形成过程：2N=N2、2O=O2。过程④为解吸过程，据此进行分析。 【详解】A．NO中存在极性键，其空间结构不对称，键的极性不能抵消，故NO为极性分子，A项正确； B．在N2、O2中存在非极性共价键，B项正确； C．过程②为化学键断裂过程，吸收能量，过程③为新化学键的形成，会释放能量，C项错误； D．NO分解成1molN2的过程中，转移了4mole-，标准状况下，5.6LN2的物质的量为0.25mol，则生成0.25molN2的过程中，转移的电子数为6.02×1023，D项正确； 答案选C。 7．B 【详解】 A．HCl是共价化合物，其电子式为，选项A错误； B．根据提供的数据，化学键断裂吸收的能量为679kJ，形成化学键放出的能量为862kJ，吸收热量小于放出热量，故该反应为放热反应；另外该反应是有单质参加的化合反应，元素化合价个数改变，属于氧化还原反应，选项B正确； C．形成1 mol H—Cl键要放出431 kJ的能量，选项C错误； D．化学键断裂吸收的能量为679kJ，形成化学键放出的能量为862kJ，吸收热量小于放出热量，选项D错误； 故选B。 8．A 【分析】结合题给离子方程式，由构成原电池的条件可知，设计原电池时，应选用铁做负极，金属活泼性弱于铁的金属单质或石墨电极做正极，电解质溶液为可溶性的铁盐，如硫酸铁、氯化铁、硝酸铁等。 【详解】A.原电池的电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3溶液时，铁做负极，金属活泼性弱于铁的铜做正极，能发生题给离子反应，故A正确； B.原电池的电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2 溶液时，铁与氯化亚铁溶液不反应，不能构成原电池，故B错误； C.原电池的电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液时，锌比铁活泼，锌做原电池的负极，不能发生题给离子反应，故C错误； D.原电池的电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液时，石墨不能与氯化铁溶液反应，不能构成原电池，故D错误； 故选A。 9．B 【详解】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A正确； B．图2中原电池工作时，Zn作负极，Cu作正极，H＋带正电荷，应该向正极Cu片移动，B错误； C．由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C正确； D．图2中假设负极消耗65 g Zn，则转移2 mol电子，正极产生2 g H2，而图3中负极消耗65 g Zn，也转移2 mol电子，则正极析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D正确； 故选B。 10．B 【详解】电流计指针发生了偏转，这说明该装置是原电池。碘离子具有还原性，在反应中失去电子，则C1是负极，发生氧化反应，电极反应式是2I－＝I2＋2e－，C2是正极，所以流方向是从C2到C1； A、碘离子具有还原性，在反应中失去电子，则C1是负极，发生氧化反应，电极反应式是2I－＝I2＋2e－，C2是正极，所以流方向是从C2到C1；A错误； B、C1是负极，发生氧化反应，电极反应式是2I－＝I2＋2e－，B错误； C、原电池中阳离子向正极移动，则K+离子向C2电极流动，C错误； D、装置中发生的反应是原电池反应为氧化还原反应，选项中的反应不是氧化还原反应，D错误； 答案选B。 11．D 【详解】A．吸热反应在一定条件下可以自发进行，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应，是吸热反应，常温下能够自发进行，A选项错误； B．放热反应ΔH＜0，若在高温条件下的熵减小的反应，ΔH-TΔS＞0，反应不能自发进行，所以在任何条件下，放热反应不一定能自发进行，B选项错误； C．反应放热还是吸热与反应条件无关，需要加热后才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧反应，C选项错误； D．反应吸热还是放热取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，当反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，D选项正确； 答案选D。 12．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。 13．C 【详解】A．该电池为可充电电池，属于二次电池，故A正确； B．放电时，得到电子，参与反应，电极反应式为，故B正确； C．Li作负极，能与水发生反应，则负极室不可用锂盐水溶液作电解质溶液，故C错误； D．放电时，电极反应式为，属于固氮过程，故D正确； 故选C。 14．B 【详解】A. 原电池中电子流向是负极−导线−用电器−导线−正极，则放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故A正确，但不符合题意； B. 充电过程是电解池,左边正极作阳极,右边负极作阴极,又阳离子移向阴极,所以Li+向右移动，故B错误，符合题意； C. 充电时,阴极C变化为LixCn,则阴极电极反应式：xLi++xe− +nC=LixCn，故C正确，但不符合题意； D. 放电正极上FePO4得到电子发生还原反应生成LiFePO4,正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe− =xLiFePO4，故D正确，但不符合题意； 故选：B。 15．D 【详解】A．电子由电源的负极经导线流向正极，所以电子从锌极经导线流向K2FeO4极，A错误； B．KOH溶液为电解溶质溶液，则正极电极反应式为：2Fe+8H2O+6e-=Fe(OH)3+10OH-，B错误； C．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，C错误； D．电池工作时阴离子向负极移动，所以OH-向负极迁移，D正确； 答案选D。 16． 太阳 化学 催化剂 化学 电 H—O 吸热 负 流出 【详解】科学家利用太阳能在催化剂（二氧化钛）作用下，使海水分解，所以是太阳能转变为化学能；水发生分解反应，O-H键发生断裂，该反应过程为吸热反应；生成的氢气用于燃料电池时，是把化学能转变为电能，氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，所A极是失去电子发生氧化反应的电极，所以A极是负极，又电子的流向与电流方向相反，故电子从该极流出。 故答案是：（1）太阳化学催化剂化学电H—O吸热；（2）负流出。 17． 燃烧 化学能转变为热能 汽化为蒸汽 【解析】略 18．(1)b (2) C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) H=2804kJ/mol 25.96kJ (3)H2Se(g)=Se(s)+H2(g) H =+81 kJ/mol 【分析】（1）a.燃烧CO，为放热反应，故a不选；b.Ba(OH)2⋅8H2O晶体和NH4Cl晶体反应，为吸热反应，故b选；c.铝和稀盐酸反应，为放热反应，故c不选；d.NaOH溶液和稀盐酸反应，为放热反应，故d不选；e.液态水变为水蒸气，为吸热的物理变化，故e不选；f.水蒸气冷凝为液态水，为放热的物理变化，故f不选；g.碳酸氢钠与稀硫酸反应，为放热反应，故g不选；故答案为：b； （2）已知葡萄糖(C6H12O6)的燃烧热是2804kJ/mol，写出葡萄糖燃烧热的热化学方程式为：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) H=2804kJ/mol。根据方程式计算得成1g水时放出的热量约为：； （3）非金属元素氢化物的稳定性与生成lmol氢化物时的H的关系为：根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定；而根据热力学，能量越低越稳定. a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、 H2O，由图可知，b为H2Se的生成热数据，H2Se分解是吸热反应，所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g) H =+81 kJ/mol。 19．(1)；(2) ；(3)负极：Cu-2e-=Cu2+；正极：Ag++e-=Ag。 【分析】根据电池反应式知，该反应中铜失电子发生氧化反应而作负极，因为有盐桥，银作正极，铜电极对应的溶液为可溶性的铜盐溶液，银电极对应的溶液为可溶性的银盐溶液，一般用硝酸银溶液，电子从负极沿导线流向正极。 【详解】(1)根据Cu+2Ag+=Cu2++2Ag知，铜易失电子作负极，铜电极对应的电解质溶液为可溶性的铜盐溶液，如硝酸铜溶液；正极上银离子得电子发生还原反应，则银作正极，银电极对应的溶液为硝酸银溶液，所以该原电池为：； (2)铜易失电子作负极，银作正极，电子从负极铜沿外电路流向正极银，所以该图为：； (3)铜电极上铜失电子发生氧化反应，因此负极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，银电极上得电子发生还原反应，则正极电极反应式为：Ag++e-=Ag。 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 $$