阶段重点练(三)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册知能达标训练（人教版2019）

阶段重点练（三） 题组一 能量的转化 题组二 化学能与热能 1.(2024·福建厦门高一期未)2023年度IUPAC化：4.(2023·山西太原十八中高一月考)古代诗词中 学领域新兴技术，涉及电能与化学能之间转化 蕴含着许多科学知识，下列叙述错误的是() 的是 ( A.“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰 A.生物回收PET 相比，冰的能量更低 B.使用低糖疫苗 B.“纷纷灿烂如星陨，赫赫暄虺似火攻”所描述的 C.合成电化学 灿烂烟花是某些金属的焰色反应 D.应用化学GPT语言模型 C.“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”描述的石 2.(2024·河南濮阳高一段考)如图所示装置（气密 灰石煅烧是吸热反应 性良好)中，启动甲、乙发生化学反应，一段时间 D.“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的变化只有 后U形管左侧液面高，右侧液面低。下列推断正 化学能转化为热能 确的是 ( 5.(2024·四川成都高一期中)如图表示反应过程 与能量变化的关系，下列说法错误的是() 能量 1ml金刚白+() 1mol石委+0分 红墨水 A.甲和乙一定发生了复分解反应 ------------ B.甲和乙一定发生了氧化还原反应 反应过和 C.甲和乙一定发生了放热反应 A.由图可知，石墨转变为金刚石是吸热反应 D.甲和乙一定发生了吸热反应 B.物质的量相同时，石墨能量更高 3.(2024·山东聊城高一期中)已知反应Fe+ C.相同条件下，石墨和金刚石相比，石墨更稳定 H,SO,一FeSO,十H2↑，下列叙述错误的是 D.1mol石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的 ( 能量更多 6.(2024·江西上饶高一期中)回答下列问题。 能式 反时物 (1)下列变化中属于吸热反应的是 (填序号)。 铁 铜 ①铝片与稀盐酸的反应：②将胆矾加热变为白色 上成物 稀硫险 粉末：③干冰汽化；④甲烷在氧气中的燃烧反应： 反应过程 ⑤NH,NO,固体溶于水；⑥C与CO2反应生 图1 图2 成CO A.可将该反应设计成如图1所示的原电池 (2)反应A+B→C(放热)分两步进行： B.反应过程中能量关系可用图2表示 ①A十B→X(吸热)： C.若Fe不纯（含有杂质碳），该反应的化学反应 ②X→C(放热)。 速率要减慢 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变 D.图1装置中，H在铜表面被还原产生气泡 化的是 (填序号)。 33 。化学·必修 第二册（配RJ版》 C.电子由锌电极流出，经电解质溶液传递到铜 电极 D.电池工作时，溶液中的Cu+向锌电极迁移 A+B 9.(双选)利用反应：6NO2+8NH一7N2+ 反应过料 反应过科 12H,O构成电池的方法，既能实现有效消除氨氧 A B 化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学 能，装置如图所示。下列说法错误的是 ( NH 负载 =+N02 电极A 电极B 反应过程 反应过程 20%-309% 20%-309% KOH溶液 0 KOH溶液 D 离子交换膜 (3)过氧化氢一定条件下可发生分解：2HO2(1) A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 —2H2O(1)+O2(g),断裂1 mol H.2(1)中的 B.A电极上发生氧化反应，B为正极 O一O键和1molO2(g)中的O一O键所需的能 C.电极A极反应式为2NH-6e—N2+6H 量依次为142kJ、497.3kJ,断裂H,O2(1)和 D.当有2.24LNO,(标准状况)被处理时，转移 H,O(1)中1molH一(O键所需能量依次为 电子为0.4mol 367kJ、467kJ,则2molH2O2(1)反应生成 10.(2024·天津高一期中)某学习小组用如下图所 2 mol H.O(l)和1molO2(g) (填“吸 示装置A,B分别探究金属锌与稀硫酸的反应， 收”或“放出”)的能量为 kJ。 实验过程中A烧杯内的溶液温度升高，B烧杯 题组三原电池的工作原理和应用 的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 7.某电池总反应离子方程式为2Fe+十Fe 3Fe+,不能实现该反应的原电池是 Zn A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCL : 溶液 稀硫酸 B B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO,)a (1)A烧杯中反应的离子方程式为 溶液 (2)在B烧杯中： C.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为 ①Zn电极为原电池的 极（填“正”或 Fe(SO,),溶液 “负”)，该电极反应式为 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO, .o 发生的电极反应类型是 (填“氧 溶液 化”或“还原”)反应。 8.(2024·湖北高一期中)锌铜原电池的装置如图， ②Cu电极上的现象是 ,该电极反应式 下列说法正确的是 ( 为 发生的电极反应类型是 (填“氧化”或“还原”)反应。 CuSO溶液 (3)从能量转化的角度来看，A,B中反应物的总能 Z 8 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物 总能量，A中是将化学能转变为 ,B中 A.若用乙醇代替CuSO,溶液，则也能构成原 主要是将化学能转变为 电池 (4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点不 B.铜电极的电极反应式为Cu2+十2e—Cu 正确的是 (填字母)。 34 A.电极一定不能参加反应 如图所示，其中的固体电解质是Y,O-NaO, B.在原电池装置的内电路中阴离子向正极移动 O可以在其中自由移动。下列有关叙述正确 C.原电池反应的过程中一定有电子转移 的是 () D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 A.瓦斯分析仪工作时，电子由电极b移向电极a B.电极a的电极反应式为CH,十4()一8e E.化学能与其他形式的能相互转化的途径是化 : -CO,+2H,O 学反应 C.电极b是正极，O由电极a移向电极b F.原电池中电子通过导线由正极流向负极 D.当固体电解质中有1molO-通过时，转移 (5)在上面的原电池装置中，如果Zn电极溶解 2mol电子 了0.65g,则在Cu电极上产生H2的体积约 13.(2024·河北高一段考)利用原电池原理，人们 为 L(标准状况下)。 研制出很多结构和性能各异的化学电池。回答 下列问题： 题组四常见的化学电池 (1)铅酸蓄电池放电时发生反应：Pb十PbO2十 11.一种锂-空气电池如图所示，当电池工作时，O, 2H,SO,—2PbS),+2H,O。该电池的负极材 与Li在多孔碳材料电极处生成Li,O2,(x=0 料为 或1)。 (2)氢氧燃料电池的简易装置如下图所示。 饳化剂 负载 催化剂 电极c 电极d H+ 多孔碳材料 非水电解质/高聚物隔膜 质子交换膜 下列说法正确的是 ①H移向 (填“正极”或“负极”)。 A.多孔碳材料电极为负极 ②若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论 B.锂电极发生氧化反应 上消耗的气体b在标准状况下的体积为 C.电池工作时，外电路中电子由多孔碳材料电 L 极流向锂电极 (3)Li-SOCI,电池可用于心脏起搏器。该电池 的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是L D.正极的电极反应式为O,十4e+2HO A1CL,-SOCL。电池的总反应可表示为：4Li十 -40H 2SOCL2一4LiC1+S+SO2。已知SOCL会与 12.(双选)有一种瓦斯分析仪 多孔电极红 甲烧 水反应有刺激性气味的气体生成：SOCL2十H,O 能够在煤矿巷道中的甲烷 瓦斯分析仪 —2HC1↑+SO,个。电池正极发生的电极反 传感器 达到一定浓度时，通过传 应式为 ;组装该电池必 多孔电极b 一空气 感器显示出来。该瓦斯分 须在无水、无氧的条件下进行，原因是 析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置 35@ 作业（十一）化学电源 B错误：NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化 1.C锌锰千电池为一次电池，故A错误；燃料电池有氢氧然 氮，所以电极反应式为NO+O2-一2e一NO2,C正确： 料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、 Pt电极为原电池的正极，O2的电极反应产物是O2-,D H2O等，不污柒环境，故B错误：化学电池是将化学能转变 错误。 为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，故C 12.解析(1)①是自发反应，即放电反应：Ag2O电极得到电 正确：铅酸蓄电池放电时，Pb被氧化，为原电池的负极， 子转化为Ag,发生的反应是还原反应，作正极： PbO2被还原，为原电池的正极，故D错误。 (2)甲醇(CH3OH)的酸性燃料电池，道入空气的电极为正 2.C该装置为原电池，将化学能转化为电能，活泼电极Z 极，电极反应式：02+4e十4H+—2H20: 为负极，电子由Z知电极经外电路流向石墨电极，氧气在石 墨电极上发生还原反应。 (3)若ZnCl2-NH,Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会发生 3.C根据题意可知，锌作负极失电子，电极反应式为Z十 反应：Zn十Cu2+—Zn2+十Cu,会加快锌的腐蚀：欲除去 2OH-一2e-ZnO十H2O,A正确；正极电极反应式为 Cu2+,最好选用的试剂是Z,不会引入新的杂质离子，故 选B。 MnO2+H2O+e一MnOOH十OH-,B正确：原电池工 作时，电子由负极通过外电路流向正极，C错误：根据锌电 答案(1)①还原反应(2)O2+4e+4H+一2H20 极反应式Zn十2OH一2e-一Zn0+H2O可知，外电路 (3)Zn+C2+一Z2++Cu,锌与还原出的铜构成铜锌原电 中每通过0.2mol电子，有0.1mol锌参加反应，其质量为 池而加快锌的腐蚀B 6.5g,D正确。 :13.解析(1)锌失去电子，作负极，Cu为正极，则正极的电极 4.C根据放电反应NiOOH十MH一Ni(OH)2+M(M为 反应式为Cu2++2e一Cu。若初始时两电极质量相 储氢合金，因此H显0价)，可判断MH为电源的负极， 等，当电路中有2mole一通过时，则负极有1mol锌溶解， N○○H为电源的正极，放电时，电解质中阳离子移向正极， 正极得到1mol铜单质，则两极的质量差为1mol×65g· NiOOH、Ni(OH)2均会溶于酸，故电解质溶液适合选用碱 mol-1+1 molx64 g.mol-1=129 g; 的溶液，故选C。 (2)Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应，因 5.B根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电 此A1为负极，其电极反应式为AI一3e-+4OH一 池的负极，其电极反应式为Pb+SO一2e —PbSO4,B [A1(OH)4]。收集到标准状况下336mL气体（物质的 正确：PbO2在放电过程中得到电子被还原，所以它是原电 量为0.015mol)时，根据关系式2A1一3H2,则消耗负极的 池的正极，A、C错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸， 物质的量为0.01mol。 所以溶液的酸性减弱，D错误。 答案(1)Cu2++2e -Cu129 6.A电池工作时，H十移向正极，故A正确；a极发生的电极 (2)A1-3e+40H-[A1(OH)4]-0.01 反应为H2一2e 一2H+,故B错误：b极为正极，发生还 阶段重点练（三） 原反应，故C错误；题目中未说明是否是标准状况，无法计 :1.C生物回收PET、使用低糖疫苗、应用化学GPT语言模 算氧气的物质的量，故D错误。 型不涉及电能与化学能的转化：合成电化学过程中涉及电 7.解析(1)由电子转移方向可知为负极，发生氧化反应， 能与化学能之间的转化，故远C。 应通入燃料，b为正极，发生还原反应，空气从B口通入，b:2.DU形管中左侧液面高，右侧液面低，说明甲和乙发生的 为正极发生电极反应式为O2十H2O十4e一4OH厂，当 化学反应为吸热反应，吸热反应不一定为复分解反应，也不 外电路通过0.4mol的电子时，消耗0.1molO2,标况下氧 一定是氧化还原反应，故选D。 气的体积为V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L: 3.C图1构成了铜铁原电池，负极反应为Fe一2e (2)假设使用的燃料是CH4,则a为负极，电极反应式为 Fe2+、正极反应为2H十2e一H2↑，则总反应为Fe十 CH4-8e-+10OH-CO5-+7H2O. H2SO4一FeSO4十H2↑A、D正确；该反应是放热反应， 答案(1)B2.24(2)CH4-8e-+100H--C0 故可以用图2表示其反应过程中的能量关系，B正确：若铁 +7H20 不纯（含有碳单质），则可以形成很多微型原电池而加快反 8.C该电池中锌化合价升高，Zn作负极，发生氧化反应，A 应速率，C错误。 错误：锌是负极，MnO2得电子发生还原反应，MnO2是正 4.D燃豆葉体现的是燃烧，因此这里的变化是化学能转化 极，放电时电流由MnO2经导线流向Zn,B错误：根据总反 为热能和光能，D错误。 应式，正极电极反应为：MnO2+e+H2O一MnOOH+: 5.B由图可知，相同物质的量时，石墨具有的能量低于金刚 OH一，C正确：电子不下水，即电子不会流经电解质溶液 石具有的能量，石墨转变为金刚石是吸热反应，石墨能量更 中，D错误。 低更稳定，A、C正确，B错误：石墨具有的能量低于金刚石 9.AB铅蓄电池可以反复充电、放电，属于二次电池，A正 具有的能量，因此石墨和金刚石各1mol在相同条件下完 骑：根据总反应式Pb十PbO2+2H2SO4一2PbSO4+ 全燃烧，金刚石放出的能量更多，D正确。 2H2O,当电路中转移0.2mol电子时，消耗的H2S04为 6.解析(1)①④为放热反应，②⑥为吸热反应，③⑤为物理 变化：故选②⑥： 0.2mol,B正确；由负极反应式：Pb十SO足-一2e- PbSO4可知铅蓄电池放电时负极质量增加，正极反应式： (2)根据：①A十B→X(吸热)，②X→C(放热)，能正确表示 总反应过程中能量变化的是D: PbO2+4Ht+SO+2e 一PbSO4十2H2O可知正极 : (3)断键吸收的总能量为(142kJ十367kJ×2)×2= 质量也增加，C错误；铅蓄电池放电时电子由负极经过导线 1752kJ,成键放出的总能量为497.3kJ+467kJ×4= 定向移动到正极，电子不能经过电解质溶液，D错误。 2365.3kJ,所以2molH2O2(I)反应生成2molH20(1)和 10.D肼(N2H4)-空气燃料电池，通入燃料的一极是负极， 1mol02(g)放出2365.3kJ-1752kJ=613.3kJ。 电极反应式为：N2H4一4e十4OH-一N2十4H2O,通 答案(1)②⑥(2)D(3)放出613.3 入氧气的一极是正极，电极反应式为：O2十2H2O十4e :7.D根据2Fe3+十Fe一3Fe2+知，铁易失电子而作负极， =4OH,A错误，D正确：电池每释放1molN2转移的 不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，可为Cu、Ag 电子数为4mol,B错误：由电极反应式N2H,一4e十 等，铁离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性 4OH-—N2+4H2O、O2+2H2O+4e-4OH-,电 的铁盐，可为FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3等，则A、B、C 池工作一段时间后，会有水生成，电解质溶液中c(OH一) 正确，D错误。 减小，C错误：故选D。 :8.B乙醇是非电解质，构成原电池需要有电解质溶液，A错 11.C由离子的定向移动可知NO电极为原电池的负极，Pt: 误：原电池中发生总反应Zn十Cu2+一Zn2+十Cu,锌为负 电极为原电池的正极，发生还原反应，A错误：NO电极为 极，铜作正极，正极Cú+得电子，电子由负极流出经导线传 原电池的负极，外电路中，电子从NO电极流向P1电极， 递到正极，阳离子向正极迁移，B正确，C、D错误。 40 9.AC原电池中电流由正极经外电路流向负极，B为正极，A 为负极，即电流从右侧电极经过负找后流向左侧电极，A错 1molL1·s,换算减用B物质表示，o(B)=子m0l 误：根据分析可知A电极上NH3失电子发生氧化反应为 L一1·s一1；故表示该反应速率最快的是B,故选B。 负极，B电极上NO2得电子被还原为正极，B正确；电解质 5.AA.与硝酸、盐酸的氧化性有关，反应速率由物质本身的 溶液呈碱性，所以电极方程式为2NH3一6eˉ十6OH 性质决定：B.硝酸的浓度不同，反应速率不同，浓度为外因： N2十6H2O,C错误：2.24LNO2(标准状况)的物质的量为 C.常温、常压下及放电均为反应条件，为外因：D.浓盐酸与 0.1mol,该反应中NO2中氯元素由+4价变为0价，所以 稀盐酸浓度不同，为外因：故选A。 转移的电子为0.4mol,D正确。 6.B增大HCI溶液的浓度，升高反应体系的温度，粉碎 10.解析(2)①Zn极是负极，发生的电极反应是Zn一2e CCO3国体，增大接触面积，反应速率增大：减小反应体系 一Z2+,锌失去电子发生氧化反应；②Cu极电极反应式 的压强，反应物中没有气体，不能增大反应速率，故选B。 为：2H+十2e一H2个，发生还原反应，现象为有大量 :7.解析(1)CuSO4溶液与金属锌会发生置换反应，生成的 无色气泡产生。 Cu与Zn可构成原电池，促进Zn失电子，所以加快氢气生 (4)原电池的两极可能都参与反应，A错误；原电池中阴离 成速率的原因是：CuSO,与Zn反应生成的Cu附着在Zn 子移向负极，B错误：原电池中电子通过导线由负极流向 表面，形成Zn、Cu、稀硫酸原电池，加快了Zn与稀硫酸反应 正极，F错误：C、D、E正确，故答案为：ABF。 生成氢气的速率」 (5)Zn电极溶解了0.65g,转移的电子为0.02mol,则生 (2)三种盐溶液与Z发生反应生成的金属，其活动性应比 成氢气物质的量为0.01mol,产生的H2的体积约为0. Zn弱，以促进Zn的失电子反应的进行，所以在K2SO4、 224L(标准状况下)。 ZnSO4、Ag2SO4三种溶液中，与实脸中CuSO4溶液起相似 答案(1)Zn+2H+一Zn2++H2↑(2)①负Zn- 作用的是Ag2SO4。 2e —Zn2+氧化②有大量无色气泡产生2H++ (3)要加快气体产生的速率，可通过增大浓度、温度、接触面 2e—H2↑还原(3)大于热能电能 (4)ABF 积等实现，则可采取的方法有升高温度，适当增大硫酸的浓 (5)0.224 度（或增大锌的表面积）。 11.B多孔碳材料电极是惰性电极，作正极，A错误；锂电极 (4)Za+H2S0,—Zns0,+H,↑，n(Zn)=65gma 6.5g 是活性电极，作负极，Li发生氧化反应生成L十，B正确： 电池工作时，外电路中电子由负极流向正极，即由锂电极 0.1mol,则2min内(H2S0,)=0}mol=0.025mol· 2L 流向多孔碳材料电极，C错误：题給给电池为非水电解质体 2 min 系，故正极上O2与1i计生成1i2O2-x,D错误。 L-1·min-1 12.BD题给电池中电极a为负极，电极b为正极，电子从负 答案(I)CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面，形 极流向正极，A错误：CH在负极上失电子发生氧化反 : 成Zn、Cu、稀硫酸原电池，加快了Zn与稀硫酸反应生成氢 应，氧化产物为CO2,电极反应式为CH4十4O--8e 气的速率 C02十2H2O,B正确：正极反应式为O2十4e (2)Ag2S04 202-,阴离子向负极移动，故O-由电极b移向电极a,C (3)升高温度适当增大硫酸的浓度（或增大锌的表面积） 错误：每1molO2得到4mol电子生成2molO2-,故当 : (4)0.025mol·L1·min-1 固体电解质中有1molO2-通过时，转移2mol电子，D正 8.D物质A为固体，不用固体表示化学反应速率，A错误； 确。 2 mol 13.解析(1)在铅酸蓄电池放电时，Pb失去电子变为 用B表示的平均反应速率是10m 2L =0.1mol·L-1· PbSO4,PbO2得到电子被还原为PbSO4,因此Pb电极为 负极，PbO2电极为正极： min一1，B错误；化学反应速率与化学计量数成正比，则反应 (2)在氢氧燃料电池中，通入H2的电极为负极，a口通入 速率：3阳=4p,C错误；该反应为气体分子数不变的反应， H2;通入O2的电极为正极，b口通入O2。 因此随着反应的进行，容器内气体压强始终保持不变，D ①H+带有正电荷，会向负电荷较多的正极d电极区移动； 正确。 ②在电极d上发生反应：O2十4e-十4H+一2H2O,每反 :9.DA是探究催化剂对反应速率的影响：B是探究温度对反 应消耗1molO2,反应过程中会转移4mol电子，则若线 应速率的影响：C是探究不同催化剂对反应速率的影响：D 路中转移2mol电子，反应消耗0.5molO2,其在标准状 是探究浓度对H2O2溶液分解速率的影响：故选D。 况下的体积V(O2)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 :10,BC CuSO4溶液中加入H2O2后迅速产生大量气泡，说 (3)根据4Li+2S0C12一4LiC1十S+S02可知，锂失电 明Cu2+是H2O2分解的催化剂：一段时间后蓝色溶液变 子，锂是负极，SOC12在正极得到电子被还原为S,同时生 为红色浑浊，此时Cu2+被H2O2还原为Cu2O沉淀，继续 成二氧化硫，电板反应式为2SOCl2十4e一4C1-+S十 滴加H2O2溶液，H2O2又将Cu2O氧化为Cu2+,Cu20+ SO2个：锂和钠同主族，性质相似，所以锂和空气中的氧 H2O2十4H+—2Cu2++3H20,故红色浑浊又消失变为 气、水蒸气也能反应；SOC2也可与水反应，所以组装该电 蓝色溶液，故选BC。 池必须在无水、无氧的条件下进行。 答案(1)Pb(2)①正极②11.2(3)S0C12+4e 11.解析 (1)由图可知4s内，0(A)=c(A △t 一4C1一十S十SO2忄锂是活泼金属，易与水和O2反 应，SOC12也可与水反应 (0.8-0.5)mol/L=0.075mol·L-1·s1:4s内(A) 4 s 作业（十二）化学反应的速率 ：v(C)=0.0750.05=3:2,15s内，△c(A)：△c(B)= 1.D两个烧杯中发生的反应不同，无法比较反应速率。 (0.8一0.2)：(0.5一0.3)=31，根据速率比=浓度变 2.C体内过多的铝元素会使人患上老年编呆症，与改变反 化比=化学计量数比，可得反应方程式中A、B、C的化学 应速率无关，故选C。 计量数比为3：1：2，所以反应方程式为3A(g)十B(g) 3.DZ如与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水则减小反应 2C(g): 物H2SO1的浓度，故减慢反应速率：故选D。 （2)12s内，A的转化率=0,8-0.2X100%=75%: 4.BA.A是国体，不能用A的浓度变化表示反应速率； 0.8 B.(B)=0.3mol·L1·s1:C.当v(C)=0.8mol·L1· (3)根据反应方程式中化学计量数关系，可得甲：v(A)= g1,换算成月B物质表示，则u(B)=08m0l·L1· 0.3mol·L1·s-1;乙：v(B)=0.12mol·L-·s1 转化为v(A)=3m(B)=0.36mol·L-1·s1,丙：o(C) s-1;D.(D)=60mol·L一1·min1转化单位后v(D)= =9.6mol·L-1·min-1=0.16mol·L-1·s1,转化 41