专题02 化学反应与能量变化（安徽专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期中真题分类汇编

专题02 化学反应与能量变化 内容概览 考向1 化学能与热能 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向4 金属的腐蚀与防护 考向1 化学能与热能 1．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 A．B．C．D． 2．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)我国研究人员研制出一种新型催化剂，可借助太阳光在催化剂表面实现高效分解水，过程如图所示。 已知：断裂1mol相关化学键所需能量如表所示。 化学键 中H-O键 中键 中H-H键 中O-O键 中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是 A．氢能资源丰富，属于可再生能源 B．过程Ⅱ放出了574kJ能量 C．的电子式： D．总反应为 3．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)古典诗词凝聚了古人的智慧，下列诗句中涉及到化学变化且该反应符合下面能量变化图的是 A．《望庐山瀑布》“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川” B．《无题》“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干” C．《浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金” D．《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲” 4．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)表示某反应热效应的实验如图所示，下列能产生相同效果的化学反应是 A．盐酸与碳酸氢钠的反应 B．氯化铵溶于水 C．铝溶于稀硝酸 D．盐酸除锈 5．(23-24高一下·安徽安庆怀宁县第二中学·期中)下列生活用品中，能将化学能直接转化为电能的是 A．打火机 B．电饭煲 C．手机电池 D．电热毯 考向2 原电池 1．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)在强碱性溶液中主要以形式存在。燃料电池工作原理如图所示。正极反应式为。(提示：电池效率等于电路上通过的电子数与负极失去电子数之比)下列说法正确的是 A．Al电极反应： B．该电池不适合在较高温度下使用 C．电子由Al极经溶液流向Pt极 D．若正极生成4.5mol，电路经过2.4mol电子，电池效率为60% 2．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象，其中a、b、c、d为金属电极，由此可判断四种金属的活动性顺序是 ①a表面出现气泡，b无变化 ②溶液中的向c极移动 ③d极溶解，c极有气体产生 ④电流从a极流向d极 A．b>c>d>a B．d>a>b>c C．a>b>c>d D．a>b>d>c 3．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)金属锂常用于制作海水电池，海水电池可应用于助航设备中，海水电池的示意图如图所示。 下列说法错误的是 A．工作时，通过玻璃陶瓷进入海水 B．电池总反应式： C．活性炭电极能加快放电速率 D．电子流向为极海水极 4．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1所示装置可将化学能转化为电能 B．图2可表示晶体与晶体反应的能量变化 C．图3所示的锌锰干电池中发生还原反应 D．图4所示装置可验证金属活动性：M<N 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·安徽皖北县中联盟（重点高中）·期中)氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点，可用于燃料电池汽车。下列有关氢-氧燃料电池的说法错误的是 A．输送氢气时采用多孔碳载镍，多孔的优点是为了提高气体表面吸附量 B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能转化为化学能暂时储存起来 C．电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，理论上消耗1.6 g D．放电过程中电解液的浓度不断增大 2．(23-24高一下·安徽淮南二中·期中)如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 A．甲、乙、丙分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．甲电池放电时，电子从锌筒经外电路到石墨电极 C．乙中铅蓄电池放电过程中硫酸溶液浓度减小 D．丙中氢氧燃料电池中负极通入氧气，发生还原反应 3．(23-24高一下·安徽蚌埠二中·期中)2024年1月，从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发，我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是 A．“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能 B．“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推 C．“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点 D．“AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点 4．(23-24高一下·安徽毫州一中·期中)热激活电池(又称热电池)可用作导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，该电池总反应为：。下列说法正确的是 A．由于钙活泼，常温下在正负极间接上电流表，指针发生偏转 B．放电过程中，向钙电极移动 C．负极反应是 D．钙电极换为铜电极也能使电池反应发生 5．(23-24高一下·安徽合肥一中·期中)纸电池为轻型、高效的新型能源存储带来希望之光。一种碱性纸电池如图所示，薄层纸片的两面分别附着锌和二氧化锰，电池总反应：，[已知中的化合价为+3]。下列有关说法错误的是 A．薄层纸片的作用为载体和传导体 B．该新型电池工作时，电子由沿内电路流回 C．为正极材料，电极反应式为 D．每转移电子，负极材料质量增加17g 6．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是 A．负极反应为 B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1 7．(23-24高一下·安徽黄山屯溪一中·期中)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（已知质子交换膜的作用是只允许H+通过）（    ） A．该电池在高温下工作的速度更快 B．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-的电极反应式为HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+ C．b电极是电池的负极 D．该电池工作时，H+向左通过质子交换膜 考向4 金属的腐蚀与防护 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)如图所示，下列叙述错误的是 A．开关未闭合，Fe棒上B点腐蚀最快 B．若X为NaCl溶液，K与M链接，Fe处pH值最大 C．若X为H2SO4溶液，K与N连接，Fe上电极发生反应为2H++2e﹣=H2↑ D．若X为H2SO4溶液，K与N、M连接，Fe腐蚀情况前者更慢 2．(23-24高一下·安徽芜湖第一中学·期中)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为 A．a>b>c>d B．b>c>a>d C．b>a>c>d D．a>c>b>d 3．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)分析如图所示的四个原电池装置。其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，OH-向Al 电极移动 C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2Na++2e-=2Na 1．(23-24高一下·安徽蚌埠皖北私立联考（禹泽、汉兴）·期中)某化学实验小组设计了如图三套实验装置探究化学能与热能的转化关系(装置中夹持仪器已略去)。回答下列问题： (1)观察到甲装置烧杯中的实验现象是 ；产生该现象的原因是 。 (2)将乙装置中外层具支试管的支管与虚线框内的①连接，实验现象是 ；支管与②连接，实验现象是 。写出反应的离子方程式 。 (3)装置丙中将胶头滴管内的水滴到生石灰上，支管处的白色粉末(无水硫酸铜)变为蓝色，其原因 。 写出白色粉末(无水硫酸铜)变为蓝色的化学方程式 。 (4)上述三个实验方案均验证了以上三个反应的反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高于”或“低于”)生成物化学键形成放出的能量。 2．(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)研究反应的吸、放热对于生产、生活有重要意义。回答下列问题： Ⅰ.请对下列化学反应按吸热或放热的标准分类： ①过氧化钠与水反应 ②碳酸氢钠受热分解 ③食物腐烂 ④酒精燃烧 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥电解水生成H2和O2⑦铝片遇浓硫酸钝化 (1)属于放热反应的有： （填序号，下同）。 (2)属于吸热反应的有： 。 (3)写出反应①的化学方程式： 。 Ⅱ.磷元素有多种性质不同的单质，红磷（结构复杂用P表示）和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在常温常压条件，62g白磷完全转化为红磷，大约放出22kJ的热量。 (4)62g白磷与62g红磷两者中能量较高的是 （填“红磷”或“白磷”，下同），二者更稳定的是 ；等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是 。 (5)一般情况下，石墨比金刚石更稳定，由此推测将石墨转化为金刚石属于 （填“放热”或“吸热”）反应。 3．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)按要求完成下列问题 (1)2024年2月23日19时30分，长征五号遥七运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射，运载火箭的推进器中装有还原剂肼()和强氧化剂过氧化氢，一定量的和完全反应生成氮气和1mol气态水放出160.4KJ热量。则一定量的与完全反应生成2mol液态时，放出热量 320.8KJ(填“>”“=”或“＜”)。 (2)下图中，若溶液C为稀，A电极材料为Zn，B为Cu电极，电流流向 (用A，B表示)，电池工作一段时间后，B电极的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)燃料电池也是电池的一种，某课外小组自制的氢氧燃料电池，电池的构造如下图所示，a、b均为惰性电极。 则a电极为电池的 (填“正极”或“负极”)，b电极的电极反应式为 ，标准状况下，若a电极消耗22.4L，则b电极消耗的质量为 g。 4．(23-24高一下·安徽蚌埠皖北私立联考（禹泽、汉兴）·期中)I．某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效果的因素有哪些，制成记录表格如表： 序号 电极 电极间距(cm) 水果种类 电流表(μA) ① Cu-Al 2.0 西红柿 78.8 ② Cu-Fe 2.0 西红柿 70.3 ③ Al-Al 2.0 西红柿 0 ④ Cu-Al 2.0 柠檬 45.7 ⑤ Cu-Al 1.0 柠檬 98.4 回答下列问题： (1)水果电池中，水果的作用是 。 (2)对比实验①②③得出的结论是(至少两条) 。 (3)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验 。(从①—⑤中选) II．如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 (4)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，电子由 极流出，经过 ，流向 极。经过一段时间后，若消耗了6.5g的锌，则产生的气体在标准状况下的体积为 L 5．(23-24高一下·安徽蚌埠第二中学·期中)I．铁碳微电池法在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展，其工作原理如图所示。 (1)Fe在元素周期表中的位置 (2)工作时透过质子交换膜的移动方向由 (填“乙→甲”或“甲→乙”) (3)碳电极上的电极反应式为 (4)处理含的废水，若处理，则有 透过质子交换膜。 II．一种新型微生物电池可将有机废水中的转化为，其工作原理如图所示(a、b极均为惰性电极)。 (5)外电路电流的方向为 (填“a到b”或“b到a”)；a极反应式为 (6)已知该装置能实现海水的淡化，图中NaCl溶液就是在模拟海水。阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，隔膜1和隔膜2一个是阴离子交换膜，一个为阳离子交换膜，则隔膜 是阳离子交换膜(填“1”或“2”)。 6．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)碱性锌锰电池是日常生活中常见的化学电源之一，其构造如下图 电池总反应为。一种从废旧碱性锌锰电池回收Zn和的工艺如下图： 请回答下列问题： (1)MnO(OH)中Mn元素的化合价为 。 (2)碱性锌锰电池工作时正极反应式为： 。 (3)“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质，如MnO(OH)、被还原为MnO，主要原因是“粉料”中含有 。 (4)“净化”是为了除去浸出液中的杂质，方法是加入 (填化学式)溶液将氧化为、再调节pH使沉淀完全。 (5)废电解液中含有大量的可以返回 (填工序名称)工序中循环使用。 (6)若将“粉料”直接与浓盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是和，同时生成一种黄绿色气体，“粉料”中的MnO(OH)与浓盐酸共热反应的化学方程式为 。 (7)“浸出”所得溶液经一系列操作后得，通过煅烧可制得生产软磁铁氧体材料的，下图是煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ，中 。 7．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期中)建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理．氮氧化物（NOx）是严重的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题． Ⅰ．汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示： (1)若反应生成1mol NO气体，则该反应 （填“吸收”或“放出”） kJ热量，1mol和1mol的总能量 （填“大于”“等于”或“小于”）2mol的总能量。 Ⅱ．某科研机构设计了几种如下转化氮氧化物的方案．请回答下列问题： 方案1：利用CO在催化剂条件下还原：。向甲、乙两个容积均为2L的恒容密闭容器中分别充入2molNO2(g)和3molCO(g)，分别在不同温度下反应．反应过程中测得CO2物质的量如下表： 容器 甲（T1/℃） 乙（T2/℃） 反应时间/min 0 4 8 10 20 0 8 10 20 21 n(CO2)/mol 0 0.8 1.2 1.2 1.2 0 1.0 1.2 2.0 2.0 (2)①甲容器中，NO2的平衡转化率为 ； ②温度为T1℃时，0~8min内用CO表示的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1； ③10min时，反应速率：甲 （填“＞”“＜”或“＝”）乙，其判断依据是 ； (3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应，下列不能说明该反应一定达到平衡状态的是 （填标号）． A．    B．混合气体的密度不变 C．容器内气体颜色不变    D．气体平均相对分子质量不变 E．容器内 方案2：利用NH3可消除大气污染物NO，可将反应设计为原电池提供电能，如图所示； (4)B为原电池的 （填“正”或“负”）极；该电池的总反应式为 。 8．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同。 (1)若需将反应设计成如图1所示的原电池装置，则A极(负极)材料为 ，B极电极反应式为 ，在反应中溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)极。 (2)某种燃料电池的工作原理示意如上图2所示(a、b均为石墨电极)。假设使用的“燃料”是氢气()，则通入氢气的电极的电极反应式为 。电池工作一段时间后，若消耗标准状况下的氧气4.48 L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)。 (3)已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子说吸收的量。 化学键 H—H O=O H—O 键能/ 436 498 463 当和化合生成2mol时，理论上会 (填“吸收”或“放出”) kJ的能量。 9．(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)某学习小组用如图所示装置探究金属铁与稀硫酸反应。 回答下列问题： (1)A烧杯中反应的离子方程式为 。 (2)B烧杯中正极为 （填“铜”或“铁”），电极反应式为 。该原电池电解质溶液中移向 （填“正”或“负”）极。 (3)从能量角度考虑，AB中反应物的总能量 （填“”或“”，下同）生成物的总能量。 (4)在相同时间内两烧杯中产生气泡的速率A B。 (5)该小组同学将稀硫酸分别换成下列试剂，电流计仍会偏转的是 （填字母）。 A．氯化亚铁溶液 B．氢氧化钠溶液 C．CuSO4溶液 D．氯化钙溶液 10．(23-24高一下·安徽合肥六校联盟·期中)研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： (1)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应    ②碳酸钙分解    ③金属钠与水反应    ④酒精燃烧 ⑤灼热的碳与二氧化碳反应    ⑥与反应 (2)的反应过程如图所示： 若1mol (g)和1mol (g)充分反应，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否合理？ (填“是”或“否”)，理由是 。 (4)利用反应设计一个原电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： ①电池的负极材料是 ，负极电极反应式为 ，电解质溶液是 。 ②正极上出现的现象是 。 ③若导线上转移1mol电子时，则电解质溶液改变的质量为 g。 11．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)如图所示，是原电池的装置图。请回答：    (1)若溶液C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为 ； 在反应中溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C的pH (填“升高”“降低”或“基本不变”) (2)若需将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为 ， B极电极反应式为 。 (3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：    电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极c是 (填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为 L。 12．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)合肥某环保公司用负载有和的活性炭可选择性去除实现废酸的纯化，其原电池原理为，工作过程如图所示。请回答下列问题： (1)上图所示的原电池中： ①负极材料为 (填“Pt”或“Ag”)，该极发生 反应(填“还原”或“氧化”)。 ②正、负极电极反应式依次为 、 。 ③每除去的，消粍标准状况下氧气的体积为 L。 (2)为 反应(填“放热”或“吸热”)，能量示意图可表示为 (填“A”或“B”)。 13．(23-24高一下·安徽合肥第一中学·期中)用合成燃料甲醇()是碳减排的新方向。某温度下，在体积为0.5L的密闭容器中，充入和，发生反应。 (1)该反应的能量变化如图所示。 ①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 ②能判断该反应已达化学平衡状态的标志是 (填字母)。 a．体积分数保持不变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．的生成速率与的生成速率相等 e．容器中浓度与浓度之比为1∶3 (2)合成燃料甲醇()的过程中伴随着下列副反应： 在不同温度下达到平衡，体系中、的选择性和的平衡转化率［］与温度的关系如图所示： 已知：的选择性，在250℃下反应达到平衡时容器中生成的浓度为 ，此时的平衡转化率 。 (3)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： 则通入的一极是 (填“a”或“b”)，若电路中转移电子，消耗的在标准状况下的体积为 L。 14．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期中)化学实验是科学研究中的重要方法。 (1)用A、B、C、D四种金属按如表所示的装置进行实验。 甲 乙 丙 装置 稀硫酸 溶液   稀硫酸 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： ①装置甲中电流的流动方向为：沿导线 (请填写“从A流向B”或“从B流向A”)。 ②四种金属的活动性由强到弱的顺序是 。 (2)将甲醇()设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极，则 (填A或B)处电极入口通。    ①燃料电池的负极反应式是 。 ②当消耗3.2g甲醇时，消耗氧气的体积为 L(标准状况下)。 (3)常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓中组成原电池装置(如图甲)，测得原电池的电流强度(Ι)随时间(t)的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。 前，原电池的负极是 ，后，外电路中电子流动方向发生改变，原因是 。 15．(23-24高一下·安徽阜阳太和中学校·期中)我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。回答下列问题： Ⅰ．以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图1所示。 (1)上述过程中，能量的变化形式是由 转化为 。 (2)二氧化碳催化加氢制甲醇［反应为］，有利于减少温室气体二氧化碳排放。某温度下，向2L的恒容密闭容器充入6mol 和8mol ，测得物质的量随时间变化如图2所示。 0~2min内的平均反应速率为 ；4 min时， （填“>”“<”或“=”）。 (3)平衡时，的转化率为 （保留一位小数）。 (4)下列能表明该反应已经达到平衡状态的是______（填字母）。 A． B．保持不变 C．压强保持不变 D．容器中浓度与浓度之比为1∶1 Ⅱ．二氧化碳催化加氢制得的甲醇（）是优质的清洁燃料，可制作碱性燃料电池，工作原理如图3所示。 (5)A电极为燃料电池的 （填“正”或“负”）极，B电极的电极反应式为 。 (6)该燃料电池每消耗标准状况下11.2 L 时，外电路中通过电子的物质的量为 mol。 16．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期中)根据所学知识填空： (1)下列变化属于放热反应的是 （填序号）。 a．稀释浓硫酸            b．高温煅烧石灰石使其分解            c．氢气与氯气化合            d．过氧化钠溶于水            e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 (2)从能量的变化研究反应：。下图能正确表示该反应中能量变化的是 。 从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化，化学键的键能如下表所示： 化学键 H—H O＝O H—O 键能（） 436 496 463 则生成1mol （g）可以放出热量 kJ。 (3)用NaOH溶液吸收法处理（仅含NO、）。已知过程中发生的反应有：； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： （表示中的含量）： 用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ， 。 ②若一定体积的被500mL 2的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加38g，则x的值为 。 17．(23-24高一下·安徽合肥六校联盟·期中)依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：     (1)图1中，X的化学式为 ，从化合价上看，X具有 性(填“氧化”或“还原”)。 (2)图2中，属于氮的固定的过程是 。(填序号) (3)回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为 。 ②氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式 。 (4)工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如图所示：    NO2被吸收过程的离子方程式是 。 (5)化学反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的能量变化如图所示：      ①该反应 (填“吸收”或“放出”)能量； ②断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1 molNN键要吸收946kJ的能量，形成1molN-H需要释放391kJ的能量，故E3= / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应与能量变化 内容概览 考向1 化学能与热能 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向4 金属的腐蚀与防护 考向1 化学能与热能 1．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 A．B．C．D． 【答案】D 【详解】A．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故A错误； B．反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故B错误； C．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故C错误； D．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故D正确； 故选：D。 2．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)我国研究人员研制出一种新型催化剂，可借助太阳光在催化剂表面实现高效分解水，过程如图所示。 已知：断裂1mol相关化学键所需能量如表所示。 化学键 中H-O键 中键 中H-H键 中O-O键 中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是 A．氢能资源丰富，属于可再生能源 B．过程Ⅱ放出了574kJ能量 C．的电子式： D．总反应为 【答案】C 【详解】A．太阳能光解水可得到氢气，则氢能资源丰富，属于可再生能源，故A正确； B．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，故B正确； C．H2O2为共价化合物，H和O、O与O存在共价键，电子式为，故C错误； D．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为，故D正确； 故选：C。 3．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)古典诗词凝聚了古人的智慧，下列诗句中涉及到化学变化且该反应符合下面能量变化图的是 A．《望庐山瀑布》“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川” B．《无题》“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干” C．《浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金” D．《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲” 【答案】D 【分析】根据题目所给图分析，该图反映了一个化学反应的能量变化，生成物的总能量比反应物的总能量高，则该反应为吸热反应； 【详解】A．紫烟是指香炉峰上的水在阳光照射下转化为水蒸气，阳光折射出来的紫光，看到的紫色雾气，没有生成新物质，是物理变化，A错误； B．蜡炬成灰泪始干，涉及蜡烛燃烧，是放热反应，B错误； C．淘金是将河水中的泥沙过滤掉，剩下黄金，诗词中没有涉及到化学变化，C错误； D．诗词中设计的反应为碳酸钙受热分解，属于吸热反应，D正确； 故选D。 4．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)表示某反应热效应的实验如图所示，下列能产生相同效果的化学反应是 A．盐酸与碳酸氢钠的反应 B．氯化铵溶于水 C．铝溶于稀硝酸 D．盐酸除锈 【答案】A 【分析】U形管中红墨水的左侧高于右侧，可知为吸热反应； 【详解】A．盐酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应，A选； B．氯化铵溶于水是吸热过程，不是化学反应，B不选； C．铝溶于稀硝酸是放热反应，C不选； D．盐酸除锈为放热反应，D不选； 答案选A。 5．(23-24高一下·安徽安庆怀宁县第二中学·期中)下列生活用品中，能将化学能直接转化为电能的是 A．打火机 B．电饭煲 C．手机电池 D．电热毯 【答案】C 【详解】A．打火机把化学能转化为热能、光能，故不选A； B．电饭煲把电能转化为热能，故不选B；     C．手机电池把化学能直接转化为电能，故选C； D．电热毯把电能转化为热能，故不选D； 选C。 考向2 原电池 1．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)在强碱性溶液中主要以形式存在。燃料电池工作原理如图所示。正极反应式为。(提示：电池效率等于电路上通过的电子数与负极失去电子数之比)下列说法正确的是 A．Al电极反应： B．该电池不适合在较高温度下使用 C．电子由Al极经溶液流向Pt极 D．若正极生成4.5mol，电路经过2.4mol电子，电池效率为60% 【答案】B 【分析】正极反应式为，负极铝失电子发生氧化反应，负极反应式为。 【详解】A．铝在碱性条件下以 存在，Al电极为负极，其电极反应式为：，故A错误； B．双氧水不稳定，受热易分解，该电池不适合在较高温度下使用，故B正确； C．铝失电子发生氧化反应，Al是负极，电子由Al极经导线流向Pt极，电子不能进入溶液，故C错误； D．根据，正极生成4.5mol，转移3mol电子，电路经过2.4mol电子，电池效率为80%，故D错误； 选B。 2．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象，其中a、b、c、d为金属电极，由此可判断四种金属的活动性顺序是 ①a表面出现气泡，b无变化 ②溶液中的向c极移动 ③d极溶解，c极有气体产生 ④电流从a极流向d极 A．b>c>d>a B．d>a>b>c C．a>b>c>d D．a>b>d>c 【答案】B 【详解】 ①没有构成原电池，a表面出现气泡，b无变化，说明a能与稀硫酸反应、b不能反应，则活泼性：a>b； ②构成原电池，溶液中的向c极移动，c是正极，b是负极，则活泼性：b>c； ③构成原电池，d极溶解，c极有气体产生，d是负极，c是正极，活泼性：d>c； ④构成原电池，电流从a极流向d极，a是正极，d是负极，活泼性：d>a； 所以活泼性d>a>b>c，选B。 3．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)金属锂常用于制作海水电池，海水电池可应用于助航设备中，海水电池的示意图如图所示。 下列说法错误的是 A．工作时，通过玻璃陶瓷进入海水 B．电池总反应式： C．活性炭电极能加快放电速率 D．电子流向为极海水极 【答案】D 【分析】该装置是原电池，中间的Li为负极，两侧的活性炭为正极，电池的总反应为，通过玻璃陶瓷进入海水，由此分析解答； 【详解】A．由分析可知，工作时，通过玻璃陶瓷进入海水，故A正确； B．电池的总反应是Li和海水反应，化学方程式为：，故B正确； C．活性炭电极是惰性电极，与Li的活泼性差异大，两极的电势差大，能加快放电速率，故C正确； D．电子不能在海水中传递，故D错误； 答案选D。 4．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1所示装置可将化学能转化为电能 B．图2可表示晶体与晶体反应的能量变化 C．图3所示的锌锰干电池中发生还原反应 D．图4所示装置可验证金属活动性：M<N 【答案】C 【详解】A．装置未形成闭合电路，所示装置不能构成原电池，不能将化学能转化为电能，A错误； B．反应物能量高于生成物能量，为放热反应，而晶体与晶体反应为吸热反应，B错误； C．锌锰干电池中锌作负极，发生氧化反应，作正极，发生还原反应，C正确； D．装置为原电池，正极发生还原反应，产物为H2，则金属N为正极，金属M为负极，负极金属活动性强，活动性 M>N，D错误； 答案选C。 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·安徽皖北县中联盟（重点高中）·期中)氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点，可用于燃料电池汽车。下列有关氢-氧燃料电池的说法错误的是 A．输送氢气时采用多孔碳载镍，多孔的优点是为了提高气体表面吸附量 B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能转化为化学能暂时储存起来 C．电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，理论上消耗1.6 g D．放电过程中电解液的浓度不断增大 【答案】D 【分析】根据图示电子移动方向，H2通入的电极为负极，O2通入的电极为正极，以此分析； 【详解】A．多孔电极材料表面积大、吸附性强，能增大反应物接触面积，A正确； B．汽车行驶过程中，燃料电池产生的电能转化为动能，当汽车处于怠速等过程中，“电池”能将燃料电池产生的多余电能以化学能形式暂时储存起来，B正确； C．正极电极反应式为，32g反应转移4mole−，则理论上外电路中流过0.2 mol电子，消耗1.6 g O2，C正确； D．放电过程中不断地生成水，电解液的浓度减小，D错误； 故答案为：D。 2．(23-24高一下·安徽淮南二中·期中)如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 A．甲、乙、丙分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．甲电池放电时，电子从锌筒经外电路到石墨电极 C．乙中铅蓄电池放电过程中硫酸溶液浓度减小 D．丙中氢氧燃料电池中负极通入氧气，发生还原反应 【答案】D 【详解】A．干电池属于一次电池，铅蓄电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃烧电池，A正确； B．甲池中，锌作负极失电子，石墨作正极，故电子从锌筒经外电路到石墨电极，B正确； C．铅蓄电池在放电过程中，硫酸为电解质，放电的过程中消耗氢离子生成水，故硫酸溶液浓度减小，C正确； D．丙中正极通入的为氧气得电子，发生还原反应，D错误； 故选D。 3．(23-24高一下·安徽蚌埠二中·期中)2024年1月，从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发，我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是 A．“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能 B．“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推 C．“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点 D．“AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点 【答案】A 【详解】A．光伏发电系统工作时可将光能转化为电能，A错误； B．“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体，通过反冲获得推动力实现升空，B正确； C．镁铝合金是一种主要由镁和铝组成的金属合金，具有密度低、抗腐蚀性强的特点，C正确； D．锂离子电池具有质量轻、体积小、储存能量大、比能量高的特点，D正确； 故选A。 4．(23-24高一下·安徽毫州一中·期中)热激活电池(又称热电池)可用作导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，该电池总反应为：。下列说法正确的是 A．由于钙活泼，常温下在正负极间接上电流表，指针发生偏转 B．放电过程中，向钙电极移动 C．负极反应是 D．钙电极换为铜电极也能使电池反应发生 【答案】C 【分析】根据，Ca失电子发生氧化反应，Ca是负极；PbSO4得电子发生还原反应生成Pb，PbSO4是正极。 【详解】A．该电池为热激活电池，常温下电池不工作，在正负极间接上电流表，指针不发生偏转，故A错误； B．原电池中阳离子移向正极，放电过程中，向PbSO4电极移动，故B错误； C．Ca失电子发生氧化反应，Ca是负极，负极反应是，故C正确； D．铜的活泼性比Pb弱，钙电极换为铜电极不能使电池反应发生，故D错误； 选C。 5．(23-24高一下·安徽合肥一中·期中)纸电池为轻型、高效的新型能源存储带来希望之光。一种碱性纸电池如图所示，薄层纸片的两面分别附着锌和二氧化锰，电池总反应：，[已知中的化合价为+3]。下列有关说法错误的是 A．薄层纸片的作用为载体和传导体 B．该新型电池工作时，电子由沿内电路流回 C．为正极材料，电极反应式为 D．每转移电子，负极材料质量增加17g 【答案】B 【分析】根据电池总反应可知，反应中Zn被氧化，应为电池的负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，被还原，应为电池正极，电极反应式为：，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，据此解答。 【详解】A．薄层纸片的两面分别附着锌和二氧化锰，薄层纸片的作用为载体和传导体，故A正确； B．该新型电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即电子由沿内电路流回，故B错误；       C．由分析可知，被还原，应为电池正极，电极反应式为：，故C正确；     D．负极反应式为：Zn-2e-+2OH- = Zn(OH)2，每转移电子，负极增加OH-，负极材料质量增加17g，故 D正确； 答案选B。 6．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是 A．负极反应为 B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1 【答案】B 【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。 【详解】A．a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正确； B．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B错误； C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C正确； D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D正确； 故答案为B。 7．(23-24高一下·安徽黄山屯溪一中·期中)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（已知质子交换膜的作用是只允许H+通过）（    ） A．该电池在高温下工作的速度更快 B．HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-的电极反应式为HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+ C．b电极是电池的负极 D．该电池工作时，H+向左通过质子交换膜 【答案】B 【分析】由图知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌就会循环把有机物氧化成二氧化碳。负极反应式为：HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+，正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，根据原电池的构成和工作原理解答此题。 【详解】A．硫酸盐还原菌、硫氧化菌在高温条件下能被杀死，电池工作效率降低，A错误； B．负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-，失电子发生氧化反应，电极反应式为HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+，B正确； C．氧气在b电极上得电子发生还原反应，b电极是电池的正极，C错误； D．原电池工作时，阳离子由负极移向正极，故H+向右通过质子交换膜，D错误； 答案选B。 考向4 金属的腐蚀与防护 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)如图所示，下列叙述错误的是 A．开关未闭合，Fe棒上B点腐蚀最快 B．若X为NaCl溶液，K与M链接，Fe处pH值最大 C．若X为H2SO4溶液，K与N连接，Fe上电极发生反应为2H++2e﹣=H2↑ D．若X为H2SO4溶液，K与N、M连接，Fe腐蚀情况前者更慢 【答案】B 【详解】A．开关未闭合，Fe棒上B点同时存在水和氧气，腐蚀最快，A正确； B．K与M连接，形成原电池，发生金属的吸氧腐蚀，铁为负极反应式Fe-2e-=Fe2+，C为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O→4OH-，碳棒附近呈碱性，pH值最大，B错误； C．电解质为H2SO4溶液，K与N连接，为析氢腐蚀，Fe为正极，发生反应为2H++2e﹣=H2↑，C正确； D．电解质为H2SO4溶液，K与N连接，铁为正极被保护，K与M连接，铁为负极，逐渐溶解，D正确； 故选B。 2．(23-24高一下·安徽芜湖第一中学·期中)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为 A．a>b>c>d B．b>c>a>d C．b>a>c>d D．a>c>b>d 【答案】C 【详解】原电池中，活泼性较强的金属电极为负极，活泼性较弱的金属电极为正极。把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池，若a、b相连时，a为正极，则金属活泼性b>a；c、d相连时，c为负极，则金属活泼性c>d；a、c相连时，c上产生气泡说明a为负极，则金属活泼性a>c；b、d相连时，b质量减小说明b为负极，则金属活泼性b>d，所以四种金属活动性由强到弱顺序为b>a>c>d，故选C。 3．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)分析如图所示的四个原电池装置。其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，OH-向Al 电极移动 C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2Na++2e-=2Na 【答案】B 【详解】A. ①中电解质溶液是稀硫酸，镁是负极，②中电解质溶液是氢氧化钠，Mg作正极，铝是负极，③中是浓硝酸，铁发生钝化，铁是正极，铜是负极，④中电解质是氯化钠，Fe作负极，A错误； B. ②中Mg作正极，OH-向Al电极移动，B正确； C. ③中Fe作正极，溶液中的硝酸根在正极发生得到电子的还原反应，C错误； D. ④中Cu作正极，铁是负极，发生铁的吸氧腐蚀，D错误； 答案选D。 【点睛】原电池正负极的判断的注意点：（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。 1．(23-24高一下·安徽蚌埠皖北私立联考（禹泽、汉兴）·期中)某化学实验小组设计了如图三套实验装置探究化学能与热能的转化关系(装置中夹持仪器已略去)。回答下列问题： (1)观察到甲装置烧杯中的实验现象是 ；产生该现象的原因是 。 (2)将乙装置中外层具支试管的支管与虚线框内的①连接，实验现象是 ；支管与②连接，实验现象是 。写出反应的离子方程式 。 (3)装置丙中将胶头滴管内的水滴到生石灰上，支管处的白色粉末(无水硫酸铜)变为蓝色，其原因 。 写出白色粉末(无水硫酸铜)变为蓝色的化学方程式 。 (4)上述三个实验方案均验证了以上三个反应的反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高于”或“低于”)生成物化学键形成放出的能量。 【答案】(1) 烧杯中析出Ca(OH)2固体 镁片和稀盐酸反应放出热量，烧杯中温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低 (2) 导管口处有气泡产生 U形管内红墨水的液面左低右高 (3) 生石灰和水反应放出的热量使水挥发，无水硫酸铜遇水变为蓝色 (4)低于 【详解】（1）镁片和稀盐酸反应：，且该反应放出热量，烧杯中温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以烧杯中析出Ca(OH)2固体； （2）水与钠反应产生氢气，将管的支管与虚线框内的①连接，支管连接的导管口处有气泡产生；支管与②连接，由于压强原因U形管中的红墨水向右管移动；离子方程式为； （3）装置丙中将胶头滴管内的水滴到生石灰上，生石灰和水反应放出的热量使水挥发，无水硫酸铜遇水变为蓝色；； （4）由分析可知，上述三个实验方案均验证了以上三个反应的反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量，物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来；故答案为：低于。 2．(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)研究反应的吸、放热对于生产、生活有重要意义。回答下列问题： Ⅰ.请对下列化学反应按吸热或放热的标准分类： ①过氧化钠与水反应 ②碳酸氢钠受热分解 ③食物腐烂 ④酒精燃烧 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥电解水生成H2和O2⑦铝片遇浓硫酸钝化 (1)属于放热反应的有： （填序号，下同）。 (2)属于吸热反应的有： 。 (3)写出反应①的化学方程式： 。 Ⅱ.磷元素有多种性质不同的单质，红磷（结构复杂用P表示）和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在常温常压条件，62g白磷完全转化为红磷，大约放出22kJ的热量。 (4)62g白磷与62g红磷两者中能量较高的是 （填“红磷”或“白磷”，下同），二者更稳定的是 ；等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是 。 (5)一般情况下，石墨比金刚石更稳定，由此推测将石墨转化为金刚石属于 （填“放热”或“吸热”）反应。 【答案】(1)①③④⑤⑦ (2)②⑥ (3) (4) 白磷 红磷 白磷 (5)吸热 【详解】（1）①过氧化钠与水反应是放热反应；②碳酸氢钠受热分解是吸热反应；③食物腐烂是缓慢的氧化反应，是放热反应；④酒精燃烧是放热反应；⑤生石灰与水作用制熟石灰是化合反应，属于放热反应；⑥电解水生成H2和O2是分解反应，属于吸热反应；⑦铝片遇浓硫酸钝化是氧化反应，属于放热反应。因此属于放热反应的有：①③④⑤⑦；故答案为：①③④⑤⑦。 （2）根据前面分析得到属于吸热反应的有：②⑥；故答案为：②⑥。 （3）反应①是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，其反应的化学方程式：；故答案为：。 （4）在常温常压条件，62g白磷完全转化为红磷，大约放出22kJ的热量。说明相同质量的白磷比红磷的能量高，因此62g白磷与62g红磷两者中能量较高的是白磷，根据能量越低越稳定，因此二者更稳定的是红磷；等质量的白磷能量高，因此等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是白磷；故答案为：白磷；红磷；白磷。 （5）一般情况下，石墨比金刚石更稳定，根据能量越低越稳定，则石墨的能量低，由此推测将石墨转化为金刚石属于吸热反应；故答案为：吸热。 3．(23-24高一下·安徽宿州、示范高中·期中)按要求完成下列问题 (1)2024年2月23日19时30分，长征五号遥七运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射，运载火箭的推进器中装有还原剂肼()和强氧化剂过氧化氢，一定量的和完全反应生成氮气和1mol气态水放出160.4KJ热量。则一定量的与完全反应生成2mol液态时，放出热量 320.8KJ(填“>”“=”或“＜”)。 (2)下图中，若溶液C为稀，A电极材料为Zn，B为Cu电极，电流流向 (用A，B表示)，电池工作一段时间后，B电极的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)燃料电池也是电池的一种，某课外小组自制的氢氧燃料电池，电池的构造如下图所示，a、b均为惰性电极。 则a电极为电池的 (填“正极”或“负极”)，b电极的电极反应式为 ，标准状况下，若a电极消耗22.4L，则b电极消耗的质量为 g。 【答案】(1)> (2) B→A 增大 (3) 负极 16 【详解】（1）和完全反应生成氮气和1mol气态水放出160.4KJ热量，气态水的能量大于液态水，则一定量的与完全反应生成2mol液态时，放出热量>320.8KJ。 （2）溶液C为稀，A电极材料为Zn，B为Cu电极，Zn的活泼性大于铜，Zn是负极、Cu是正极，电流由正极经导线流向负极，电流流向B→A；B是正极，正极反应为Cu2++2e-=Cu，电池工作一段时间后，B电极的质量增大。 （3）A电极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应生成水，则a电极为电池的负极，b电极氧气得电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为，标准状况下，若a电极消耗22.4L，转移2mol电子，则b电极消耗0.5mol，消耗氧气的质量为16g。 4．(23-24高一下·安徽蚌埠皖北私立联考（禹泽、汉兴）·期中)I．某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效果的因素有哪些，制成记录表格如表： 序号 电极 电极间距(cm) 水果种类 电流表(μA) ① Cu-Al 2.0 西红柿 78.8 ② Cu-Fe 2.0 西红柿 70.3 ③ Al-Al 2.0 西红柿 0 ④ Cu-Al 2.0 柠檬 45.7 ⑤ Cu-Al 1.0 柠檬 98.4 回答下列问题： (1)水果电池中，水果的作用是 。 (2)对比实验①②③得出的结论是(至少两条) 。 (3)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验 。(从①—⑤中选) II．如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 (4)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，电子由 极流出，经过 ，流向 极。经过一段时间后，若消耗了6.5g的锌，则产生的气体在标准状况下的体积为 L 【答案】(1)作(提供)电解质溶液 (2) 其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好。 该水果电池的电极是活泼性不同的金属。 (3)①④ (4) 负极 经导线 正极 2.24L 【详解】（1）水果电池中，水果的作用是提供电解质溶液，故答案为：作(提供)电解质溶液； （2）实验①②③的电极距离相同，水果种类相同，电极材料不同，实验①②③的目的是探究电极材料对电池效果的影响，对比实验①②③得出结论①：在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好，结论②该水果电池的电极是活泼性不同的金属；故答案为：①在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好；②该水果电池的电极是活泼性不同的金属； （3）探究水果种类对电池效果有影响应该保持其他条件一致，实验①④电极材料不同，电极距离相同，水果种类不同，电流大小不同，故欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验①④，故答案为：①④； （4）Zn为负极，原电池工作时，电子由负极流出经导线流向正极，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑，负极电极反应为Zn－2e-=Zn2+，消耗6.5克锌 转移了0.2mol电子，则产生氢气0.1mol，在标况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L。 5．(23-24高一下·安徽蚌埠第二中学·期中)I．铁碳微电池法在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展，其工作原理如图所示。 (1)Fe在元素周期表中的位置 (2)工作时透过质子交换膜的移动方向由 (填“乙→甲”或“甲→乙”) (3)碳电极上的电极反应式为 (4)处理含的废水，若处理，则有 透过质子交换膜。 II．一种新型微生物电池可将有机废水中的转化为，其工作原理如图所示(a、b极均为惰性电极)。 (5)外电路电流的方向为 (填“a到b”或“b到a”)；a极反应式为 (6)已知该装置能实现海水的淡化，图中NaCl溶液就是在模拟海水。阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，隔膜1和隔膜2一个是阴离子交换膜，一个为阳离子交换膜，则隔膜 是阳离子交换膜(填“1”或“2”)。 【答案】(1)第四周期第VII族 (2)乙→甲 (3) (4)0.5 (5) b到a (6)2 【分析】II．该装置为原电池，有机废水中的CH4发生失电子的氧化反应生成CO2,则a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，酸性条件下，H+得电子生成H2，反应式为2H++2e-=H2↑； 【详解】（1）Fe为26号元素，其在元素周期表中的位置为第四周期第VII族； （2）由图可知电池工作时，碳电极是正极，H+会由负极移向正极，即H+由乙室通过质子交换膜向甲室移动，即乙→甲； （3）碳电极为正极，在甲室中转化为N2，所以电极反应式为； （4）处理含的废水时，根据电子守恒可知关系式为：～5e−，透过质子交换膜的H+与转移的电子物质的量相等，所以处理6.2 g物质的量是0.1 mol时，电池中有0.5 mol H+透过质子交换膜； （5）由分析可知，b极为电源的正极，外电路电流的方向由正极流向负极，即由b到a；CH4发生失电子的氧化反应生成CO2,则a极为负极，电极反应式为：； （6）原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即NaCl溶液中的Na +通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，达到海水淡化目的，所以隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜。 6．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)碱性锌锰电池是日常生活中常见的化学电源之一，其构造如下图 电池总反应为。一种从废旧碱性锌锰电池回收Zn和的工艺如下图： 请回答下列问题： (1)MnO(OH)中Mn元素的化合价为 。 (2)碱性锌锰电池工作时正极反应式为： 。 (3)“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质，如MnO(OH)、被还原为MnO，主要原因是“粉料”中含有 。 (4)“净化”是为了除去浸出液中的杂质，方法是加入 (填化学式)溶液将氧化为、再调节pH使沉淀完全。 (5)废电解液中含有大量的可以返回 (填工序名称)工序中循环使用。 (6)若将“粉料”直接与浓盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是和，同时生成一种黄绿色气体，“粉料”中的MnO(OH)与浓盐酸共热反应的化学方程式为 。 (7)“浸出”所得溶液经一系列操作后得，通过煅烧可制得生产软磁铁氧体材料的，下图是煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ，中 。 【答案】(1) (2) (3)碳 (4)等合理即可 (5)浸出 (6) (7) 3 【分析】碱性锌锰干电池中含有一些铁皮、钢钉、含锰化合物、、碳棒等物质，经过破碎之后铁皮钢钉，塑料皮等物质分离出去，粉料中含有锰的一些化合物、、碳粉、铁粉等物质，经过“还原焙烧”，高价金属化合物被碳粉还原为低价氧化物或金属单质，如MnO(OH)、被还原为MnO，经过硫酸酸浸，Fe、Mn、Zn元素以+2价离子形式存在于滤液中，“净化”是将浸出液中的先氧化为，再通过调节pH值将转化为沉淀除去，净化后的溶液经电解得到Zn和MnO2，废电解液呈酸性，可以返回到浸出工序中重复使用，据此解答。 【详解】（1）碱性氧化锰中Mn元素的化合价为+3价，故答案为：+3； （2）碱性锌锰电池工作时，Zn做负极，发生失去电子的氧化反应，MnO2做正极，发生得电子的还原反应，其反应式为，故答案为：； （3）由分析可知，“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质，其还原剂为碳，故答案为：碳； （4）净化”是将浸出液中的先氧化为，再通过调节pH值将转化为沉淀除去，则可以添加的氧化剂为等，故答案为：等合理即可； （5）由分析可知，废电解液呈酸性，可以返回到浸出工序中重复使用，故答案为：浸出； （6）若将“粉料”直接与浓盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是和，同时生成一种黄绿色气体，则该气体为Cl2，根据得失电子守恒可得MnO(OH)与浓盐酸共热的化学方程式为，故答案为：； （7）煅烧过程中可能有如下变化，，为计算方便将写成，由图中信息可知的质量为101.40mg，的质量为45.80mg，根据Mn原子守恒，则有如下对应关系，求得x=3，y=90.6mg，z=52.5mg，图中A段质量为90.6mg，符合的计算结果，故答案为；3； 7．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期中)建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理．氮氧化物（NOx）是严重的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题． Ⅰ．汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示： (1)若反应生成1mol NO气体，则该反应 （填“吸收”或“放出”） kJ热量，1mol和1mol的总能量 （填“大于”“等于”或“小于”）2mol的总能量。 Ⅱ．某科研机构设计了几种如下转化氮氧化物的方案．请回答下列问题： 方案1：利用CO在催化剂条件下还原：。向甲、乙两个容积均为2L的恒容密闭容器中分别充入2molNO2(g)和3molCO(g)，分别在不同温度下反应．反应过程中测得CO2物质的量如下表： 容器 甲（T1/℃） 乙（T2/℃） 反应时间/min 0 4 8 10 20 0 8 10 20 21 n(CO2)/mol 0 0.8 1.2 1.2 1.2 0 1.0 1.2 2.0 2.0 (2)①甲容器中，NO2的平衡转化率为 ； ②温度为T1℃时，0~8min内用CO表示的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1； ③10min时，反应速率：甲 （填“＞”“＜”或“＝”）乙，其判断依据是 ； (3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应，下列不能说明该反应一定达到平衡状态的是 （填标号）． A．    B．混合气体的密度不变 C．容器内气体颜色不变    D．气体平均相对分子质量不变 E．容器内 方案2：利用NH3可消除大气污染物NO，可将反应设计为原电池提供电能，如图所示； (4)B为原电池的 （填“正”或“负”）极；该电池的总反应式为 。 【答案】(1) 吸收 90 小于 (2) 30% 0.075 ＞ 10min时，甲、乙两容器中各组分浓度相同，但相同时间内（0~8min）甲容器生成的CO2比乙容器多，反应速率更快，说明甲容器温度更高，故在其他条件相同的情况下，甲容器反应速率更快 (3)BE (4) 正 【详解】（1）若反应生成1mol NO气体，则该反应吸收(946+498)kJ×-632kJ=90kJ热量；1molN2(g)和1molO2(g)的总键能为(946+498)kJ =1444kJ，2molNO(g)的总键能为632kJ×2=1264kJ，对于一种物质，其键能越大，所具有的能量越小，则1molN2(g)和1molO2(g)的总能量小于2molNO(g)的总能量。 （2）①甲容器中，反应进行到8min时，反应达平衡，此时生成CO2的物质的量为1.2mol，则参加反应NO2的物质的量为0.6mol，NO2的平衡转化率为=30%； ②温度为T1℃时，0~8min时，消耗CO的物质的量为1.2mol，用CO表示的平均反应速率v(CO)== 0.075mol·L-1·min-1； ③10min时，甲、乙两容器中各组分浓度相同，但相同时间内(0~8min)甲容器生成的CO2比乙容器多，反应速率更快，说明甲容器温度更高，故在其他条件相同的情况下，甲容器反应速率更快，即反应速率：甲＞乙。 （3）A．，表明反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，A不符合题意； B．反应过程中，混合气体的质量、体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，当密度不变时，反应不一定达平衡状态，B符合题意； C．容器内气体颜色不变，则表明NO2气体的浓度不变，反应达平衡状态，C不符合题意； D．反应过程中，混合气体的质量不变，物质的量不断发生改变，当气体平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态，D不符合题意； E．容器内，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，E符合题意； 故选BE。 （4）从气体的转化可判断元素化合价的变化，从而得出在A电极，NH3失电子生成N2，则A电极为负极；在B电极，NO得电子生成N2，则B电极为原电池的正极。该电池的总反应式为。 【点睛】对于一种物质，其键能越大，所具有的能量越小。 8．(23-24高一下·安徽池州贵池区·期中)目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同。 (1)若需将反应设计成如图1所示的原电池装置，则A极(负极)材料为 ，B极电极反应式为 ，在反应中溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)极。 (2)某种燃料电池的工作原理示意如上图2所示(a、b均为石墨电极)。假设使用的“燃料”是氢气()，则通入氢气的电极的电极反应式为 。电池工作一段时间后，若消耗标准状况下的氧气4.48 L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)。 (3)已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子说吸收的量。 化学键 H—H O=O H—O 键能/ 436 498 463 当和化合生成2mol时，理论上会 (填“吸收”或“放出”) kJ的能量。 【答案】(1) Cu A (2) (3) 放出 482 【分析】（1）该电池为原电池，根据反应可知，铜元素化合价升高，发生氧化反应，则铜作负极，B电极为电池正极，发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-= Fe2+； （2）该燃料电池电子从负极流出正极流入，则a电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，b电极为正极，O2+4e-+2H2O=4OH-； 【详解】（1）由分析可知，A极(负极)材料为Cu；B电极为电池正极，发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-= Fe2+；在反应中溶液中的阴离子移向负极移动，即A极； （2）由分析可知，通入氢气的电极的电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；电池工作一段时间后，若消耗标准状况下的氧气4.48 L，即消耗0.2molO2，根据电极反应式可知，转移电子0.8mol，则转移电子的数目为0.8NA； （3）当H2和O2化合生成2molH2O(g)时，该反应的反应热=反应物的键能之和（吸收的总能量）-生成物的键能之和（释放的总能量）=2×436 kJ⋅mol−1+498 kJ⋅mol−1-4×463 kJ⋅mol−1=-482 kJ⋅mol−1，故答案为：放出；482。 9．(23-24高一下·安徽亳州涡阳县蔚华中学·期中)某学习小组用如图所示装置探究金属铁与稀硫酸反应。 回答下列问题： (1)A烧杯中反应的离子方程式为 。 (2)B烧杯中正极为 （填“铜”或“铁”），电极反应式为 。该原电池电解质溶液中移向 （填“正”或“负”）极。 (3)从能量角度考虑，AB中反应物的总能量 （填“”或“”，下同）生成物的总能量。 (4)在相同时间内两烧杯中产生气泡的速率A B。 (5)该小组同学将稀硫酸分别换成下列试剂，电流计仍会偏转的是 （填字母）。 A．氯化亚铁溶液 B．氢氧化钠溶液 C．CuSO4溶液 D．氯化钙溶液 【答案】(1) (2) 铜 负 (3)> (4)< (5)C 【详解】（1）A烧杯中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，其反应的离子方程式为；故答案为：。 （2）B烧杯铁和稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，因此铁为负极，铜为正极，因此正极为铜，氢离子在正极得到电子变为氢气，其电极反应式为。根据原电池“同性相吸”，则该原电池电解质溶液中移向负极；故答案为：铜；；负。 （3）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气是放热反应，从能量角度考虑，AB中反应物的总能量＞生成物的总能量；故答案为：＞。 （4）B装置形成原电池，原电池加快反应速率，因此在相同时间内两烧杯中产生气泡的速率A＜B；故答案为：＜。 （5）铁、铜都不与氯化亚铁溶液、氢氧化钠溶液、氯化钙溶液反应，不能形成原电池，铁与 CuSO4溶液反应，因此能形成原电池的是将稀硫酸改为CuSO4溶液，故答案为：C。 10．(23-24高一下·安徽合肥六校联盟·期中)研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： (1)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应    ②碳酸钙分解    ③金属钠与水反应    ④酒精燃烧 ⑤灼热的碳与二氧化碳反应    ⑥与反应 (2)的反应过程如图所示： 若1mol (g)和1mol (g)充分反应，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否合理？ (填“是”或“否”)，理由是 。 (4)利用反应设计一个原电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： ①电池的负极材料是 ，负极电极反应式为 ，电解质溶液是 。 ②正极上出现的现象是 。 ③若导线上转移1mol电子时，则电解质溶液改变的质量为 g。 【答案】(1)②⑤⑥ (2)放热 (3) 否 NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应 (4) Fe Fe-2e-=Fe2+ 溶液 碳棒上有红色物质析出 4 【详解】（1）由图可知，化学反应为吸热反应，故符合能量变化符合图示的是②⑤⑥； （2）由信息可知，1molH2(g)和1mol Cl2(g)反应物旧键断裂共吸收243kJ+436kJ=679kJ的能量，生成2mol HCl(g)共放出431kJ×2=862kJ的能量，反应物旧键断裂吸收的能量小于生成物新键形成放出的能量，故该反应为放热反应； （3）能够构成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，而NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应，故不能设计成原电池； （4）①由离子方程式可知，Fe失电子发生氧化反应，作负极，电极反应式为：；Cu2+在正极上得电子发生还原反应，所以电解质是可溶性的铜盐，可用硫酸铜作电解质； ②正极的电极反应式为，现象为有红色物质析出； ③由电极反应式可知，若导线转移1mol电子，则生成0.5mol的铜和0.5molFe2+，电解质溶液改变的质量为：。 11．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期中)如图所示，是原电池的装置图。请回答：    (1)若溶液C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为 ； 在反应中溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C的pH (填“升高”“降低”或“基本不变”) (2)若需将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为 ， B极电极反应式为 。 (3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：    电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极c是 (填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为 L。 【答案】(1) 2H++2e-=H2↑ B 升高 (2) Cu Fe3++e-=Fe2+ (3) 负极 11.2 【详解】（1）若溶液C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极为正极，A电极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑；原电池工作时阴离子向负极移动，在反应中溶液中的阴离子移向B（负极）；负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电池总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，反应中消耗H+，反应进行一段时间后溶液C中H+的浓度减小，pH升高； （2）反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+中，Fe3+发生得到电子的还原反应转化成Fe2+，Cu发生失去电子的氧化反应转化成Cu2+，根据原电池工作原理，A极（负极）材料为Cu，B极为正极，B极上Fe3+发生得到电子的还原反应，B极电极反应式为Fe3++e-=Fe2+； （3）由示意图可知，电子由电极c经负载流向电极d，则电极c为负极，电极d为正极，电极d的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，若线路中转移2mol电子，则消耗0.5molO2，在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 12．(23-24高一下·安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟·期中)合肥某环保公司用负载有和的活性炭可选择性去除实现废酸的纯化，其原电池原理为，工作过程如图所示。请回答下列问题： (1)上图所示的原电池中： ①负极材料为 (填“Pt”或“Ag”)，该极发生 反应(填“还原”或“氧化”)。 ②正、负极电极反应式依次为 、 。 ③每除去的，消粍标准状况下氧气的体积为 L。 (2)为 反应(填“放热”或“吸热”)，能量示意图可表示为 (填“A”或“B”)。 【答案】(1) Ag 氧化 11.2 (2) 放热 B 【分析】在得电子发生还原反应，Pt为正极，失去电子变成与溶液中的反应生成，Ag为负极，由此解答。 【详解】（1）①由分析可知负极材料为，失去电子为负极发生氧化反应，故答案为；氧化； ②电极为正极氧气得电子；电极为负极失电子，故答案为；； ③根据电子守恒有物质的量为，失去电子，由氧气与氯化氢的化学计量数之比为，则消耗氧气物质的量为，消耗氧气体积为氧气，故答案为； （2）该反应为原电池，是放热反应，则反应物的能量高于生成物的能量，B选项符合题意，故答案为放热；B。 13．(23-24高一下·安徽合肥第一中学·期中)用合成燃料甲醇()是碳减排的新方向。某温度下，在体积为0.5L的密闭容器中，充入和，发生反应。 (1)该反应的能量变化如图所示。 ①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 ②能判断该反应已达化学平衡状态的标志是 (填字母)。 a．体积分数保持不变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．的生成速率与的生成速率相等 e．容器中浓度与浓度之比为1∶3 (2)合成燃料甲醇()的过程中伴随着下列副反应： 在不同温度下达到平衡，体系中、的选择性和的平衡转化率［］与温度的关系如图所示： 已知：的选择性，在250℃下反应达到平衡时容器中生成的浓度为 ，此时的平衡转化率 。 (3)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： 则通入的一极是 (填“a”或“b”)，若电路中转移电子，消耗的在标准状况下的体积为 L。 【答案】(1) 放热 acd (2) 0.3mol/L 20% (3) a 11.2 【详解】（1）①由图知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故答案为：放热； ②a.在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，a符合题意； b．根据质量守恒定律可知，容器中混合气体的质量始终保持不变，则混合气体的质量不变，不能说明达到平衡状态，b不合题意； c．混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明混合气体的物质的量保持不变，反应前后气体分子数目发生变化，说明反应达到平衡状态，c符合题意； d．CO2生成速率与H2O生成速率相等，满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率是相反的，因此可以说明达到平衡状态，d符合题意； e．平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中CO2浓度与H2浓度之比为1∶3，不能说明反应达到平衡状态，e不合题意， 故答案为：acd； （2）合成燃料甲醇()的反应为放热反应，随着温度升高，的选择性降低，对应曲线a，250℃时，的选择性为50%，CO2的转化率为30%，即50%，解得的物质的量为0.15mol，浓度为0.15mol÷0.5L=0.3mol/L；主反应转化掉的H2的物质的量为0.45mol，转化掉的CO2为0.15mol，则副反应转化掉的CO2的物质的量为0.3mol-0.15mol=0.15mol，转化掉的H2的物质的量为0.15mol，总共转化掉的H2的物质的量为0.45mol+0.15mol=0.6mol，则H2的转化率=。 （3）根据电子流向可知，电极c为负极，甲醇失去电子，发生氧化反应；电极d为正极，氧气得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：O2+4e-+4H+= 2H2O，1mol氧气在反应中得到4mol电子，若线路中转移2mol电子，则消耗氧气0.5mol，在标准状况下的体积为：0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。 14．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期中)化学实验是科学研究中的重要方法。 (1)用A、B、C、D四种金属按如表所示的装置进行实验。 甲 乙 丙 装置 稀硫酸 溶液   稀硫酸 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： ①装置甲中电流的流动方向为：沿导线 (请填写“从A流向B”或“从B流向A”)。 ②四种金属的活动性由强到弱的顺序是 。 (2)将甲醇()设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极，则 (填A或B)处电极入口通。    ①燃料电池的负极反应式是 。 ②当消耗3.2g甲醇时，消耗氧气的体积为 L(标准状况下)。 (3)常温下，将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓中组成原电池装置(如图甲)，测得原电池的电流强度(Ι)随时间(t)的变化如图乙所示，反应过程中有红棕色气体产生。 前，原电池的负极是 ，后，外电路中电子流动方向发生改变，原因是 。 【答案】(1) 从B流向A (2) B 3.36 (3) 铝片 随着反应的进行，铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，此时铜作负极， 【详解】（1）①装置甲中，二价金属A不断溶解，说明A为负极、B为正极，电流的流动方向为：沿导线从B流向A，故答案为：从B流向A； ②装置甲中，A为负极、B为正极，活泼性A>B；装置乙中，C的质量增加，C是正极，活泼性B>C；装置丙中，A上有气体产生，A是正极、D是负极，活泼性D>A；四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C，故答案为：D>A>B>C； （2）原电池中阴离子移向负极，实验测得OH-定向移向A电极，则A为负极、B为正极；氧气得电子发生还原反应，原电池正极发生还原反应，B处电极入口通O2，故答案为：B； ①通入甲醇的一端为负极，发生氧化反应，电极反应式为，故答案为：； ②正极电极反应式为：，消耗3.2g(0.1mol)甲醇时，转移电子0.6mol，则消耗的物质的量为：0.15mol，即标准状况下 ，消耗氧气的体积为：3.36L，故答案为：3.36； （3）t1s前，铝与浓硝酸发生反应，铝失去电子发生氧化反应，原电池的负极是铝，故答案为：铝片； t1s后，随着反应的进行，铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，此时铜失去电子发生氧化反应作负极，电流方向相反，故答案为：随着反应的进行，铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，此时铜作负极，电流方向相反。 15．(23-24高一下·安徽阜阳太和中学校·期中)我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。回答下列问题： Ⅰ．以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图1所示。 (1)上述过程中，能量的变化形式是由 转化为 。 (2)二氧化碳催化加氢制甲醇［反应为］，有利于减少温室气体二氧化碳排放。某温度下，向2L的恒容密闭容器充入6mol 和8mol ，测得物质的量随时间变化如图2所示。 0~2min内的平均反应速率为 ；4 min时， （填“>”“<”或“=”）。 (3)平衡时，的转化率为 （保留一位小数）。 (4)下列能表明该反应已经达到平衡状态的是______（填字母）。 A． B．保持不变 C．压强保持不变 D．容器中浓度与浓度之比为1∶1 Ⅱ．二氧化碳催化加氢制得的甲醇（）是优质的清洁燃料，可制作碱性燃料电池，工作原理如图3所示。 (5)A电极为燃料电池的 （填“正”或“负”）极，B电极的电极反应式为 。 (6)该燃料电池每消耗标准状况下11.2 L 时，外电路中通过电子的物质的量为 mol。 【答案】(1) 光能 化学能 (2) 0.5 > (3)33.3% (4)ABC (5) 负 O2+4e-+2H2O=4OH- (6)2 【详解】（1）由图1知，光能通过整个过程最终使CO2转化为CO，即转化为化学能，故能量变化的形式是由光能转化为化学能； （2）由a点知，2min时，氢气物质的量为6mol，故v(H2)=，由图4min后氢气物质的量继续减小，说明4 min时，反还是应正向进行，故v正(H2)>v逆(H2)； （3）平衡时，氢气反应了6mol，根据化学计量数，CO2反应了2mol，故CO2转化率为； （4）A．根据各物质表达的反应速率之比等于化学计量数之比，v正(CO2)=3v逆(H2)，转化为同一物质表达即正逆反应速率相等，反应达平衡状态，A正确； B．由于起始物质的量之比不等于化学计量数之比，故n(CO2):n(H2)保持不变，则各组分的物质的量保持不变，反应达平衡状态，B正确； C．反应是气体体积数减小的反应，容器恒容，正向反应压强减小，压强不变说明反应达平衡状态，C正确； D．CH3OH与H2O化学计量数之比为1∶1，且起物质的量为0，故浓度之比一定是1:1，无法判断反应是否达平衡状态，D错误； 故选ABC； （5）通入甲醇的电极A为负极，甲醇失电子被氧化生成二氧化碳，由于电解质溶液为碱性，二氧化碳以碳酸根存在，则B电极为正极，通氧气，得电子生成氢氧根，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； （6）标准状况下，11.2 L O2物质的量为0.5mol，由电极反应式可知，转移电子2mol。 16．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期中)根据所学知识填空： (1)下列变化属于放热反应的是 （填序号）。 a．稀释浓硫酸            b．高温煅烧石灰石使其分解            c．氢气与氯气化合            d．过氧化钠溶于水            e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 (2)从能量的变化研究反应：。下图能正确表示该反应中能量变化的是 。 从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化，化学键的键能如下表所示： 化学键 H—H O＝O H—O 键能（） 436 496 463 则生成1mol （g）可以放出热量 kJ。 (3)用NaOH溶液吸收法处理（仅含NO、）。已知过程中发生的反应有：； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： （表示中的含量）： 用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ， 。 ②若一定体积的被500mL 2的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加38g，则x的值为 。 【答案】(1)cd (2) a 242 (3) 50% 1.25 1.5 【详解】（1）a．稀释浓硫酸不是化学反应，a不选； b．高温煅烧石灰石使其分解是吸热反应，b不选； c．氢气与氯气化合是放热反应，c选； d．过氧化钠溶于水是放热反应，d选； e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌是吸热反应，e不选； 故选cd。 （2）是放热反应，能正确表示该反应中能量变化的是a；生成1mol (g)可以放出热量＝2×463 kJ－436 kJ－kJ＝242kJ。 （3）①分析图可知，用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为：，。 ②若一定体积的被500mL 2的NaOH溶液恰好完全吸收，，溶液质量增加38g，即的质量，由方程式可知，NOx的物质的量等于n(NaOH)=1mol，NOx的摩尔质量，则x的值为1.5。故答案为：1.5。 17．(23-24高一下·安徽合肥六校联盟·期中)依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：     (1)图1中，X的化学式为 ，从化合价上看，X具有 性(填“氧化”或“还原”)。 (2)图2中，属于氮的固定的过程是 。(填序号) (3)回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为 。 ②氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式 。 (4)工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如图所示：    NO2被吸收过程的离子方程式是 。 (5)化学反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的能量变化如图所示：      ①该反应 (填“吸收”或“放出”)能量； ②断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1 molNN键要吸收946kJ的能量，形成1molN-H需要释放391kJ的能量，故E3= 【答案】(1) N2O5 氧化 (2)① (3) (4)2NO2+4=N2+4 (5) 放出 92kJ 【分析】(4)SO2和氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和NO2反应生成N2和铵盐，根据化合价升降可知，该铵盐为硫酸铵，则吸收过程的化学方程式为2NO2+4=N2+4。 【详解】（1）X中氮元素化合价是+5价，则其氧化物的化学式为N2O5；氮元素处于最高价，因此X具有氧化性。 （2）由图可知，反应①是将游离态的N2转化为氮的化合物Mg3N2的过程，属于氮的固定。 （3）①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2加热的条件下反应制取氨气，反应的化学方程式为； ②氨气与氧气发生催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为。 （4）SO2和氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和NO2反应生成N2和硫酸铵，吸收过程的离子方程式为2NO2+4=N2+4。 （5）①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应放出能量； ②由图可知，1molN2(g)和3molH2(g)断键吸收的能量E1=1mol×946kJ·mol-1+3mol×436kJ·mol-1=2254kJ，成键形成2molNH3(g)释放的能量E2=6mol×391kJ·mol-1=2346kJ，则E3=E2-E1=2346kJ-2254kJ=92kJ。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$