专题6 阶段重点突破练(2)-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

阶段重点突破练(二) 专题6 <<< 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B A C D B B C B 题号 9 10 11 12 答案 C B C B 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (1)①HC+H+===CO2↑+H2O　C+2H+===CO2↑+H2O　②两支试管中都产生大量气泡，但加入NaHCO3的试管中产生气泡的速率要快得多　③不正确 (2)a.吸热　b.放热　c.吸热 13. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (1)吸收　放出　(2)A　(3)化学　热 14. (1)需大量电能　(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-4Q kJ·mol-1　 (3)来源丰富(H2O)、热值高、产物无污染　(4)负　氧化　正　还原　2H2-4e-+4OH-===4H2O　O2+4e-+2H2O===4OH- 15. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (1)①③⑤⑥　⑦⑧　(2)N2　吸收　180 (3)①O2+4e-+2H2O===4OH-　减小　②NA 16. (1)使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体 (2)电能→化学能→电能→光能 (3)O2+4H++4e-===2H2O　正极 17. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 一、吸热反应和放热反应 1.(2023·成都高一期中)已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.该反应中反应物所具有的总能量高 于生成物所具有的总能量 B.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时 要吸收632 kJ能量 C.断裂1 mol O O键吸收的能量x值为488 D.该反应断键所吸收的能量小于成键所放出的能量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 该反应为吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A错误； 由图可知，1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收632 kJ能量，故B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据图示，断裂旧化学键所吸收能量为(x+946) kJ，形成新化学键所释放能量为2×632 kJ=1 264 kJ，每生成2 mol NO(g)所吸收能量为180 kJ，因此有180 kJ=(x+946) kJ-1 264 kJ，故x为498，C错误； 该反应为吸热反应，断键所吸收的能量大于成键所放出的能量，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g) +H2O(g)，已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图中正确的是 √ 15 16 17 答案 反应CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量 ，又因为物质越稳定，其能量越小，所以液态物质的能量小于气态物质，则符合条件的图像是A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.(2024·江苏连云港高一期中)铜⁃铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量的CO，总反应为2CO+O2===2CO2，其反应过程与能量关系及可能机理如图所示。 下列说法正确的是 A.(ⅰ)中只有一种元素化合价发生变化 B.步骤(ⅲ)中只有共价键的生成 C.反应过程中催化剂参与了反应 D.总反应为吸热反应 √ 15 16 17 答案 (ⅰ)中，CO转化为CO2，C元素化合价发生了变化，另外，催化剂中失去了1个O，则Cu或Ce元素的化合价也会发生变化，A不正确； 步骤(ⅲ)中，O O、C≡O中的共价键会发生断裂，所以既有共价键的生成，也有共价键的断裂，B不正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 步骤(ⅰ)中，催化剂提供氧元素，将CO转化为CO2，步骤(ⅲ)中O2提供O元素，将催化剂的中间产物转化为催化剂，所以反应过程中催化剂参与了反应，C正确； 从反应过程中的能量变化图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则总反应为放热反应，D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 二、吸热反应和放热反应的计算 4.(2023·扬州高一期中)如图所示，曲线a和b代表N2和H2在不同条件下反应的能量变化，下列有关说法正确的是 A.a放出的热量比b多 B.断开1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的化学 键需要放出2 250.9 kJ的热量 C.1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总键能比 2 mol NH3(g)的总键能大 D.1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 曲线a和b的反应物总能量和生成物总能量均相同，则a和b放出的热量相等，A错误； 旧键断裂吸收热量，则断开1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的化学键需要吸收2 250.9 kJ的热量，B错误； 该反应是放热反应，反应物的总键能低于生 15 16 17 成物的总键能，即1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总键能小于2 mol NH3(g)的总键能，C错误； 该反应生成2 mol NH3(g)放出(2 342.9-2 250.9) kJ=92 kJ热量，则1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量，D正确。 答案 A.吸收3 820.4 kJ B.释放3 820.4 kJ C.吸收8 697.6 kJ D.释放17 908 kJ 5.(2024·福建龙岩高一检测)庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸中会发生反应：C7H16(g)+11O2(g) 7CO2(g)+8H2O(g)。则1 mol庚烷(C7H16)气体燃烧产生CO2(g)和水蒸气的能量变化正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 16 17 答案 6.研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示： 右表所示为此反应条件下，断 开或形成1 mol对应的化学键吸 收或放出的能量。 下列说法错误的是 A.若过程Ⅰ的反应物为1 mol，则过程Ⅰ吸收的能量为463 kJ B.过程Ⅰ中反应物的总能量大于过程 Ⅲ 中生成物的总能量 C.若过程Ⅰ的反应物为2 mol，则过程Ⅱ放出的能量为574 kJ D.过程 Ⅲ 为氧化还原反应 化学键 H—O O O H—H O—O 能量/kJ 463 496 436 138 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 若过程Ⅰ的反应物为1 mol，断裂1 mol H—O键吸收的能量为463 kJ，A正确； 总反应为吸热反应，故过程Ⅰ中反应物的总能量小 15 16 17 化学键 H—O O O H—H O—O 能量/kJ 463 496 436 138 于过程 Ⅲ 中生成物的总能量，B错误； 若过程Ⅰ的反应物为2 mol，则过程Ⅱ形成了1 mol H—H键、1 mol O—O键，放出的能量为(138+436) kJ=574 kJ，C正确； 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 过程 Ⅲ 中H2O2分解生成氢气和氧气，元素化合价发生了变化，为氧化还原反应，D正确。 15 16 17 化学键 H—O O O H—H O—O 能量/kJ 463 496 436 138 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 三、能源的利用 7.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是 A.H2O的分解反应是放热反应 B.氢能源已被普遍使用 C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和 1 mol O2具有的总能量 D.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 15 16 17 √ 答案 水的分解反应是吸热反应，说明2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2 和1 mol O2具有的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 选项 a b 试剂X 装置图 A Cu C FeCl3溶液   B Cu Ag 蔗糖溶液 C Al Mg NaOH溶液 D Zn Cu 醋酸溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 四、原电池的工作原理和应用 8.(2024·广东梅州高一期中)下列组合中，不能使装置中的电流计指针出现偏转的是 √ 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铜、石墨是不同的电极，FeCl3溶液与铜的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选A； 蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流计指针不能发生偏转，故选B； 15 16 17 镁、铝是不同的电极，氢氧化钠溶液与铝的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选C； 铜、锌是不同的电极，醋酸溶液与锌的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选D。 答案 A B C D         锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 镍镉电池 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.下列电池工作时，O2在正极得电子的是 √ 15 16 17 氢氧燃料电池的总反应是2H2+O2===2H2O，正极是O2得电子发生还原反应。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为 A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a √ 15 16 17 答案 若a、b相连时，a为负极，根据原电池的工作原理，金属活动性强的作原电池的负极，故金属的活动性顺序为a>b；c、d相连时，c为负极，所以金属的活动性顺序为c>d；a、c相连时，c为正极，所以金属的活动性顺序为a>c；b、d相连时，b是正极，所以金属的活动性顺序为d>b；则这四种金属活动性顺序为a>c>d>b。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 五、新型化学电源 11.如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为氢氧化钠溶液，组装成一个原电池，总反应式为Si+2OH-+H2O===Si+2H2↑。下列说法正确的是 A.X为负极，电极反应式为Si-4e-===Si4+ B.X为正极，电极反应式为4H2O+4e-===4OH-+2H2↑ C.X为负极，电极反应式为Si+6OH--4e-===Si+3H2O D.Y为负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+ √ 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由总反应式中元素化合价的变化可确定：硅为负极，铁为正极；正极反应式：4H2O+4e-===4OH-+2H2↑，负极反应式：Si-4e-+6OH-===Si+3H2O。 15 16 17 答案 12.(2023·哈工大附中高一期末)潜艇中使用的液氨⁃液氧燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是 A.电极a发生还原反应 B.电解质溶液中的OH-向电极a移动 C.电极b的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O D.电子由电极a经外电路向电极b移动，再经电解质溶液回到电极a √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 液氨⁃液氧燃料电池中，通入燃料(液氨)的电极a为负极，通入液氧的电极b为正极。负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，A错误； 15 16 17 根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，可知OH-向电极a移动，B正确； 电极b通入氧气，氧气得电子发生还原反应，由于电解质溶液显碱性，因此反应产生OH-，电极b的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，C错误； 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据原电池工作原理，电子从负极流出经外电路流向正极，溶液中无电子定向移动，D错误。 15 16 17 答案 六、化学反应与能量的综合 13.在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸(均足量)，将两个各装有0.3 g NaHCO3或Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口(如图)。将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中。 (1)①Ⅰ试管和Ⅱ试管中分别发生反应的离子方程式：　　　　 ；_____________ ____________。 ②两支试管中的现象为__________________________________________ _______________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 HC+H+ CO2↑+H2O C+2H+ CO2↑+H2O 两支试管中都产生大量气泡，但加入NaHCO3的试管中产生气泡的速率要快得多 答案 与同浓度盐酸反应时，NaHCO3比Na2CO3反应剧烈，产生气泡的速率快。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 ③甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3粉末的试管变热。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和盐酸反应为吸热反应，而Na2CO3和盐酸反应为放热反应。甲得出结论的方法是否正确？　　　　(填“正确”或“不正确”)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 不正确 甲得出结论的方法不正确，因为两种粉末与盐酸的反应包括两个过程：一是粉末的溶解过程，二是在溶液中与盐酸的反应过程。 答案 (2)为研究两反应是吸热反应还是放热反应，继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值)： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 序号 试剂1 试剂2 混合前温度 混合后最高或最低温度 ① 50 mL水 2.5 g NaHCO3固体 20 ℃ 18.5 ℃ ② 50 mL水 3.2 g Na2CO3固体 20 ℃ 23.3 ℃ ③ 35 mL稀盐酸 含2.5 g NaHCO3 的饱和溶液15 mL 20 ℃ 18.8 ℃ ④ 35 mL稀盐酸 含3.2 g Na2CO3 的饱和溶液15 mL 20 ℃ 21.2 ℃ 答案 通过上述实验可得出三条结论： a.NaHCO3的溶解是　　 (填“吸热”或“放热”，下同)过程。  b.Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是　 　反应。  c.NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是　　 反应。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 吸热 放热 吸热 答案 由表中数据①②可知，NaHCO3固体的溶解是吸热过程，Na2CO3固体的溶解是放热过程。分析③④两组数据可知NaHCO3饱和溶液与盐酸反应是吸热反应，Na2CO3饱和溶液与盐酸反应是放热反应。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 14.H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ　　 (填 “吸收”或“放出”，下同) 能量，完成转化Ⅲ　 　能量。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 吸收 放出 断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化Ⅰ、Ⅱ是断开化学键的过程，吸收能量；转化Ⅲ是形成化学键的过程，放出能量。 答案 (2)H2和F2反应的能量变化图可用　　(填“A”或“B”)表示。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由图可知，H2和F2反应生成HF的能量变化为154 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1-2×565 kJ·mol-1=-540 kJ·mol-1，是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A图符合。 A 15 16 17 答案 (3)H2在O2中燃烧的过程主要是　 　能转化为　　能的过程。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。 化学 15 16 17 热 答案 15.分析下图，回答以下问题： (1)电解水生成H2，首先要解决的问题是 　　　　 　。  (2)标准状况下，11.2 L H2燃烧生成液态 的水，放出Q kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：　　 　　　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 需大量电能 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-4Q kJ·mol-1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 标准状况下，11.2 L H2的物质的量为=0.5 mol，故2 mol H2燃烧生成液态水放出的热量为×2 mol= 4Q kJ，故该反应的热化学方程式为2H2(g) +O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-4Q kJ·mol-1。 15 16 17 答案 (3)氢气作为理想的“绿色能源”的主要理由是____________________________ _______。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 来源丰富(H2O)、热值高、产物 无污染 H2作为“绿色能源”的优点有来源丰富、热值高、无污染。 答案 (4)氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要 方向。氢气在　 极上发生　　 反应，氧 气在　 极上发生　 　反应。  若电解质溶液为KOH溶液，写出正、负极 上的电极反应式： 负极：　　　　 ，正极：　 　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 负 氧化 正 还原 2H2-4e-+4OH-===4H2O O2+4e-+2H2O===4OH- 在氢氧燃料电池中，H2在负极失电子发生氧化反应，O2在正极得电子发生还原反应。若电解质溶液为KOH溶液，则负极反应为2H2-4e-+4OH-===4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16.(2023·重庆高一期中)回答下列问题： (1)下列过程中属于吸热反应的是　　　 　(填序号，下同)，属于放热反应的是　 　。  ①灼热的木炭中通入CO2　②碘升华　③石灰石受热分解　④水蒸气液化　⑤Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋　⑥HCl+NaHCO3=== NaCl+H2O+CO2↑　⑦CH4+2O2 CO2+2H2O　⑧金属的锈蚀 15 16 17 ①③⑤⑥ ⑦⑧ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ①C与CO2反应生成CO是吸热反应，②碘升华不是化学变化，不属于吸热反应或放热反应，③石灰石受热分解为吸热反应，④水蒸气液化不是化学变化，不属于吸热反应或放热反应，⑤碳酸钠晶体和硝酸铵反应为吸热反应，⑥碳酸氢钠和盐酸反应是吸热反应，⑦甲烷燃烧是放热反应，⑧金属的锈蚀是放热反应。 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)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的能量变化如图甲所示，则图中三种分子最稳定的是　　(写化学式)。若反应生成2 mol NO气体　　 (填“吸收”或“放出”)　　kJ能量。  N2 物质的键能越大，越稳定，从图中可以看出，三种物质中N2的键能最大，因此最稳定的为N2。从图中可知，断开化学键需要吸收能量，形成化学键放出能量，1 mol N2和1 mol O2反应生成2 mol NO吸收的能量为(946+498-632×2) kJ=180 kJ。 15 16 17 吸收 180 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)燃料电池是目前电池研究的热点之一，某课外小 组自制的氢氧燃料电池如图乙所示，a、b均为惰性 电极。 ①b极发生的电极反应式是　　　　　　　　　　， 随着反应的进行，KOH溶液浓度　 (填“增大”“减小”或“不变”)。 O2+4e-+2H2O===4OH- 15 16 17 减小 燃料电池中通入燃料气体的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则b电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，该反应的总反应为2H2+O2 ===2H2O，随着反应进行，KOH溶液被稀释，KOH溶液的浓度减小。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ②标准状况下，消耗11.2 L H2时，转移的电子数目为　　。  15 16 17 NA 负极的电极反应为2H2-4e-+4OH-===4H2O，消耗标准状况下11.2 L H2即0.5 mol，转移的电子数目为NA。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17.某实验的实验装置如图所示，回答下列问题。 (1)该实验所用的石墨棒须经过预处理：先经高温 火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。这种预处 理的目的是________________________________ _______。  使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸 经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中，可以使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体。 15 16 17 附气体 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是先接通S1，断开S2，电解一段时间后，再断开S1，接通S2，请写出整个实验过程中的能量转化形式：　　　　 　　　。  电能→化学能→电能→光能 根据以上分析，接通S1，断开S2，构成电解池，电能转化为化学能；断开S1，接通S2时，构成氢氧燃料电池，化学能转化为电能；所以整个实验过程中的能量转化形式为电能→化学能→电能→光能。 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)写出下列操作时的电极反应式，并注明电极名称： ①按下开关S1：C1附近发生电极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-； ②断开开关S1，迅速按下开关S2：(提示：此时C1附近溶液显碱性，C2附近溶液显酸性)C2：______ 　　　 　　，　　　。  O2+ 断开开关S1，迅速按下开关S2构成氢氧燃料电池，C2附近有氧气，是电池正极，且附近溶液显酸性，电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。 15 16 17 4H++4e-===2H2O 正极 答案 本课结束 专题6 <<< $$ 阶段重点突破练(二)　［分值：100分］ (选择题1~12题，每小题3分，共36分) 一、吸热反应和放热反应 1.(2023·成都高一期中)已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量 B.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收632 kJ能量 C.断裂1 mol OO键吸收的能量x值为488 D.该反应断键所吸收的能量小于成键所放出的能量 答案　B 解析　该反应为吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A错误；由图可知，1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收632 kJ能量，故B正确；根据图示，断裂旧化学键所吸收能量为(x+946) kJ，形成新化学键所释放能量为2×632 kJ=1 264 kJ，每生成2 mol NO(g)所吸收能量为180 kJ，因此有180 kJ=(x+946) kJ-1 264 kJ，故x为498，C错误；该反应为吸热反应，断键所吸收的能量大于成键所放出的能量，D错误。 2.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)，已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图中正确的是(　　) 答案　A 解析　反应CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量 ，又因为物质越稳定，其能量越小，所以液态物质的能量小于气态物质，则符合条件的图像是A。 3.(2024·江苏连云港高一期中)铜⁃铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量的CO，总反应为2CO+O2===2CO2，其反应过程与能量关系及可能机理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.(ⅰ)中只有一种元素化合价发生变化 B.步骤(ⅲ)中只有共价键的生成 C.反应过程中催化剂参与了反应 D.总反应为吸热反应 答案　C 解析　(ⅰ)中，CO转化为CO2，C元素化合价发生了变化，另外，催化剂中失去了1个O，则Cu或Ce元素的化合价也会发生变化，A不正确；步骤(ⅲ)中，OO、C≡O中的共价键会发生断裂，所以既有共价键的生成，也有共价键的断裂，B不正确；步骤(ⅰ)中，催化剂提供氧元素，将CO转化为CO2，步骤(ⅲ)中O2提供O元素，将催化剂的中间产物转化为催化剂，所以反应过程中催化剂参与了反应，C正确；从反应过程中的能量变化图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则总反应为放热反应，D不正确。 二、吸热反应和放热反应的计算 4.(2023·扬州高一期中)如图所示，曲线a和b代表N2和H2在不同条件下反应的能量变化，下列有关说法正确的是(　　) A.a放出的热量比b多 B.断开1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的化学键需要放出2 250.9 kJ的热量 C.1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总键能比2 mol NH3(g)的总键能大 D.1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量 答案　D 解析　曲线a和b的反应物总能量和生成物总能量均相同，则a和b放出的热量相等，A错误；旧键断裂吸收热量，则断开1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的化学键需要吸收2 250.9 kJ的热量，B错误；该反应是放热反应，反应物的总键能低于生成物的总键能，即1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总键能小于2 mol NH3(g)的总键能，C错误；该反应生成2 mol NH3(g)放出(2 342.9-2 250.9) kJ=92 kJ热量，则1 mol NH3(g)完全分解需要吸收46.0 kJ的热量，D正确。 5.(2024·福建龙岩高一检测)庚烷(C7H16)是汽油的主要成分之一，已知庚烷在汽缸中会发生反应：C7H16(g)+11O2(g)7CO2(g)+8H2O(g)。则1 mol庚烷(C7H16)气体燃烧产生CO2(g)和水蒸气的能量变化正确的是(　　) A.吸收3 820.4 kJ B.释放3 820.4 kJ C.吸收8 697.6 kJ D.释放17 908 kJ 答案　B 6.研究人员研制出一种新型复合光催化剂，可以利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示： 下表所示为此反应条件下，断开或形成1 mol对应的化学键吸收或放出的能量。 化学键 H—O OO H—H O—O 能量/kJ 463 496 436 138 下列说法错误的是(　　) A.若过程Ⅰ的反应物为1 mol，则过程Ⅰ吸收的能量为463 kJ B.过程Ⅰ中反应物的总能量大于过程 Ⅲ 中生成物的总能量 C.若过程Ⅰ的反应物为2 mol，则过程Ⅱ放出的能量为574 kJ D.过程 Ⅲ 为氧化还原反应 答案　B 解析　若过程Ⅰ的反应物为1 mol，断裂1 mol H—O键吸收的能量为463 kJ，A正确；总反应为吸热反应，故过程Ⅰ中反应物的总能量小于过程 Ⅲ 中生成物的总能量，B错误；若过程Ⅰ的反应物为2 mol，则过程Ⅱ形成了1 mol H—H键、1 mol O—O键，放出的能量为(138+436) kJ=574 kJ，C正确；过程 Ⅲ 中H2O2分解生成氢气和氧气，元素化合价发生了变化，为氧化还原反应，D正确。 三、能源的利用 7.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(　　) A.H2O的分解反应是放热反应 B.氢能源已被普遍使用 C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量 D.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 答案　C 解析　水的分解反应是吸热反应，说明2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2 和1 mol O2具有的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。 四、原电池的工作原理和应用 8.(2024·广东梅州高一期中)下列组合中，不能使装置中的电流计指针出现偏转的是(　　) 选项 a b 试剂X 装置图 A Cu C FeCl3溶液 B Cu Ag 蔗糖溶液 C Al Mg NaOH溶液 D Zn Cu 醋酸溶液 答案　B 解析　铜、石墨是不同的电极，FeCl3溶液与铜的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选A；蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流计指针不能发生偏转，故选B； 镁、铝是不同的电极，氢氧化钠溶液与铝的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选C；铜、锌是不同的电极，醋酸溶液与锌的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选D。 9.下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　) A B C D 锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃 料电池 镍镉电池 答案　C 解析　氢氧燃料电池的总反应是2H2+O2===2H2O，正极是O2得电子发生还原反应。 10.把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为(　　) A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a 答案　B 解析　若a、b相连时，a为负极，根据原电池的工作原理，金属活动性强的作原电池的负极，故金属的活动性顺序为a>b；c、d相连时，c为负极，所以金属的活动性顺序为c>d；a、c相连时，c为正极，所以金属的活动性顺序为a>c；b、d相连时，b是正极，所以金属的活动性顺序为d>b；则这四种金属活动性顺序为a>c>d>b。 五、新型化学电源 11.如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为氢氧化钠溶液，组装成一个原电池，总反应式为Si+2OH-+H2O===Si+2H2↑。下列说法正确的是(　　) A.X为负极，电极反应式为Si-4e-===Si4+ B.X为正极，电极反应式为4H2O+4e-===4OH-+2H2↑ C.X为负极，电极反应式为Si+6OH--4e-===Si+3H2O D.Y为负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+ 答案　C 解析　由总反应式中元素化合价的变化可确定：硅为负极，铁为正极；正极反应式：4H2O+4e-===4OH-+2H2↑，负极反应式：Si-4e-+6OH-===Si+3H2O。 12.(2023·哈工大附中高一期末)潜艇中使用的液氨⁃液氧燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A.电极a发生还原反应 B.电解质溶液中的OH-向电极a移动 C.电极b的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O D.电子由电极a经外电路向电极b移动，再经电解质溶液回到电极a 答案　B 解析　液氨⁃液氧燃料电池中，通入燃料(液氨)的电极a为负极，通入液氧的电极b为正极。负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，A错误；根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，可知OH-向电极a移动，B正确；电极b通入氧气，氧气得电子发生还原反应，由于电解质溶液显碱性，因此反应产生OH-，电极b的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，C错误；根据原电池工作原理，电子从负极流出经外电路流向正极，溶液中无电子定向移动，D错误。 六、化学反应与能量的综合 13.(14分)在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸(均足量)，将两个各装有0.3 g NaHCO3或Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口(如图)。将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中。 (1)①Ⅰ试管和Ⅱ试管中分别发生反应的离子方程式：　　　　；　　　　。 ②两支试管中的现象为　　　　　　　　。 ③甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3粉末的试管变热。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和盐酸反应为吸热反应，而Na2CO3和盐酸反应为放热反应。甲得出结论的方法是否正确？　　　　　(填“正确”或“不正确”)。  (2)为研究两反应是吸热反应还是放热反应，继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值)： 序号 试剂1 试剂2 混合前温度 混合后最高 或最低温度 ① 50 mL水 2.5 g NaHCO3固体 20 ℃ 18.5 ℃ ② 50 mL水 3.2 g Na2CO3固体 20 ℃ 23.3 ℃ ③ 35 mL稀盐酸 含2.5 g NaHCO3 的饱和溶液15 mL 20 ℃ 18.8 ℃ ④ 35 mL稀盐酸 含3.2 g Na2CO3 的饱和溶液15 mL 20 ℃ 21.2 ℃ 通过上述实验可得出三条结论： a.NaHCO3的溶解是　　　　(填“吸热”或“放热”，下同)过程。  b.Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是　　　反应。  c.NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是　　　　反应。  答案　(1)①HC+H+CO2↑+H2O　C+2H+CO2↑+H2O　②两支试管中都产生大量气泡，但加入NaHCO3的试管中产生气泡的速率要快得多　③不正确　(2)a.吸热　b.放热　c.吸热 解析　(1)②与同浓度盐酸反应时，NaHCO3比Na2CO3反应剧烈，产生气泡的速率快。③甲得出结论的方法不正确，因为两种粉末与盐酸的反应包括两个过程：一是粉末的溶解过程，二是在溶液中与盐酸的反应过程。(2)由表中数据①②可知，NaHCO3固体的溶解是吸热过程，Na2CO3固体的溶解是放热过程。分析③④两组数据可知NaHCO3饱和溶液与盐酸反应是吸热反应，Na2CO3饱和溶液与盐酸反应是放热反应。 14.(10分)H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ　　　　(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化Ⅲ　　　　能量。  (2)H2和F2反应的能量变化图可用　　　　(填“A”或“B”)表示。  (3)H2在O2中燃烧的过程主要是　　　　能转化为　　　　能的过程。  答案　(1)吸收　放出　(2)A　(3)化学　热 解析　(1)断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化Ⅰ、Ⅱ是断开化学键的过程，吸收能量；转化Ⅲ是形成化学键的过程，放出能量。(2)由图可知，H2和F2反应生成HF的能量变化为154 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1-2×565 kJ·mol-1=-540 kJ·mol-1，是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A图符合。(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。 15.(16分)分析下图，回答以下问题： (1)电解水生成H2，首先要解决的问题是　　　　　　　　。  (2)标准状况下，11.2 L H2燃烧生成液态的水，放出Q kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　。  (3)氢气作为理想的“绿色能源”的主要理由是　　　　　　　　。  (4)氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要方向。氢气在　　　　极上发生　　　　反应，氧气在　　　　极上发生　　　　反应。  若电解质溶液为KOH溶液，写出正、负极上的电极反应式： 负极：　　　　，正极：　　　　。  答案　(1)需大量电能　(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-4Q kJ·mol-1　(3)来源丰富(H2O)、热值高、产物无污染　(4)负　氧化　正　还原　2H2-4e-+4OH-===4H2O　O2+4e-+2H2O===4OH- 解析　(2)标准状况下，11.2 L H2的物质的量为=0.5 mol，故2 mol H2燃烧生成液态水放出的热量为×2 mol=4Q kJ，故该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-4Q kJ·mol-1。 (3)H2作为“绿色能源”的优点有来源丰富、热值高、无污染。 (4)在氢氧燃料电池中，H2在负极失电子发生氧化反应，O2在正极得电子发生还原反应。若电解质溶液为KOH溶液，则负极反应为2H2-4e-+4OH-===4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-。 16.(16分)(2023·重庆高一期中)回答下列问题： (1)下列过程中属于吸热反应的是　　　　　　(填序号，下同)，属于放热反应的是　　　　　　。  ①灼热的木炭中通入CO2　②碘升华　③石灰石受热分解　④水蒸气液化　⑤Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋　⑥HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2↑　⑦CH4+2O2CO2+2H2O　⑧金属的锈蚀 (2)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的能量变化如图甲所示，则图中三种分子最稳定的是　　　　　　　(写化学式)。若反应生成2 mol NO气体　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　　　kJ能量。  (3)燃料电池是目前电池研究的热点之一，某课外小组自制的氢氧燃料电池如图乙所示，a、b均为惰性电极。 ①b极发生的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　，随着反应的进行，KOH溶液浓度　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  ②标准状况下，消耗11.2 L H2时，转移的电子数目为　　　　　　　。  答案　(1)①③⑤⑥　⑦⑧ (2)N2　吸收　180 (3)①O2+4e-+2H2O===4OH-　减小　②NA 解析　(1)①C与CO2反应生成CO是吸热反应，②碘升华不是化学变化，不属于吸热反应或放热反应，③石灰石受热分解为吸热反应，④水蒸气液化不是化学变化，不属于吸热反应或放热反应，⑤碳酸钠晶体和硝酸铵反应为吸热反应，⑥碳酸氢钠和盐酸反应是吸热反应，⑦甲烷燃烧是放热反应，⑧金属的锈蚀是放热反应。(2)物质的键能越大，越稳定，从图中可以看出，三种物质中N2的键能最大，因此最稳定的为N2。从图中可知，断开化学键需要吸收能量，形成化学键放出能量，1 mol N2和1 mol O2反应生成2 mol NO吸收的能量为(946+498-632×2) kJ=180 kJ。 (3)①燃料电池中通入燃料气体的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则b电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，该反应的总反应为2H2+O2===2H2O，随着反应进行，KOH溶液被稀释，KOH溶液的浓度减小。②负极的电极反应为2H2-4e-+4OH-===4H2O，消耗标准状况下11.2 L H2即0.5 mol，转移的电子数目为NA。 17.(8分)某实验的实验装置如图所示，回答下列问题。 (1)该实验所用的石墨棒须经过预处理：先经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。这种预处理的目的是　　　　　　　　　。  (2)要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是先接通S1，断开S2，电解一段时间后，再断开S1，接通S2，请写出整个实验过程中的能量转化形式：　　　　　　　　。  (3)写出下列操作时的电极反应式，并注明电极名称： ①按下开关S1：C1附近发生电极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-； ②断开开关S1，迅速按下开关S2：(提示：此时C1附近溶液显碱性，C2附近溶液显酸性)C2：　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　。  答案　(1)使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体 (2)电能→化学能→电能→光能 (3)O2+4H++4e-===2H2O　正极 解析　(1)经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中，可以使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体。(2)根据以上分析，接通S1，断开S2，构成电解池，电能转化为化学能；断开S1，接通S2时，构成氢氧燃料电池，化学能转化为电能；所以整个实验过程中的能量转化形式为电能→化学能→电能→光能。(3)断开开关S1，迅速按下开关S2构成氢氧燃料电池，C2附近有氧气，是电池正极，且附近溶液显酸性，电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $$