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末真题分类汇编

专题02 化学反应与能量变化 内容概览 考向1 化学反应的热效应 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向1 化学反应的热效应 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)一定条件下白磷和红磷可以相互转化，白磷转化为红磷的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．白磷转化为红磷是放热反应 B．红磷比白磷稳定性更高 C．等质量的红磷所含有的能量高于白磷 D．相同物质的量的白磷和红磷完全燃烧，白磷释放的热量多 2．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)研究表明，在一定条件下，与发生互变反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．表示 B．该条件下，比更稳定 C．转化为放出的能量 D．断开中所有的化学键需要吸收的能量为 3．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)某反应由两步反应构成，反应能量曲线如下图，下列叙述正确的是 A．两步反应均为吸热反应 B．三种化合物中C最稳定 C．A与C的能量差为E4 D．的反应，反应条件一定要加热 4．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 反应装置或图像 实验现象或图像信息 A 温度计的水银柱上升 B 反应物总能量大于生成物总能量 C 反应开始后，针筒活塞向右移动 D 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 A．A B．B C．C D．D 5．(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)化学反应的能量变化如图所示，下列热化学方程式正确的为 A． B． C． D． 6．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)白磷和红磷的能量转化关系如图所示，下列说法正确的是 A．相同条件下，红磷比白磷稳定 B．白磷转化为红磷的反应为吸热反应 C．常温下，红磷容易自燃而白磷不易自燃 D．相同条件下，等质量的白磷的能量比红磷的低 7．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法正确的是 A．NO属于离子化合物 B．该分解过程是 C．过程②释放能量，过程③吸收能量 D．标准状况下，NO分解生成转移电子数为 8．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)下列反应属于氧化还原反应，且能量变化符合图中曲线变化的是 A．与Al在高温条件下反应 B．NaOH溶液与稀盐酸的反应 C．与NH4Cl的反应 D．碳与水蒸气反应制备水煤气 9．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)根据图示的能量转化关系判断下列说法正确的是    A．与反应生成32 g 吸收91 kJ能量 B．形成2 mol H-H和1 mol C≡O(CO)共吸收419 kJ的能量 C．分子中只含有极性共价键 D．1 mol 具有的能量高于2 mol 和1 mol 具有的能量 10．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列说法中正确的是 A．伴有能量变化的过程都是化学变化 B．需要加热的化学反应，生成物的总能量一定高于反应物的总能量 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，>0 D．的大小与热化学方程式的化学计量数无关 11．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)知乙腈(CH3CN)发生异构时热化学方程式：CH3CN(l)(1)    △H，断裂1mol有关化学键所需的能量数据如表所示： 化学键 C－H C－C C－N C≡N C=N 能量/kJ a b c d e 则△H为(用含a、b、c、d、e的代数式表示) A．(d-e)kJ•mol-1 B．(d-c-e)kJ•mol-1 C．(-d+c+e)kJ•mol-1 D．(e-d)kJ•mol-1 12．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)某同学设计如图所示实验，探究化学反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A．由实验可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应 B．将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多 C．实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响 D．实验Ⅲ中若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定的ΔH偏低 13．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程Ⅱ只有极性共价键的断裂，无共价键的形成 B．催化剂加快了反应速率，但不能提高产物的产量 C．过程Ⅰ需要吸收能量，过程Ⅲ则放出能量 D．由图可知比稳定 14．(23-24高一下·安徽太和中学·期末)在超临界水中进行加成反应时存在两条不同的路径，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是 A．比稳定 B．经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终为吸热反应 C．在超临界水中进行加成反应时，涉及键断裂 D．选择适当的催化剂，可以加快两反应的化学反应速率 15．(23-24高一下·安徽芜湖·期末)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示。下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅰ>Ⅲ D．进程Ⅳ中，Z不是催化剂 16．(23-24高一下·安徽芜湖·期末)氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol O===O键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　) A．2Q1＋Q2<4Q3 B．2Q1＋Q2>4Q3 C．2Q1＋Q2<2Q3 D．2Q1＋Q2>2Q3 17．(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)如图所示为1molX发生反应的能量变化图，其中X为气态化合物。下列有关叙述错误的是 A．反应属于放热反应 B．反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量 C．该反应在常温下一定能发生 D．1molX转化为Z的能量变化为(a-c)kJ 18．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)已知反应O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)的反应过程中的能量变化如图所示，下列叙述正确的是 A．断开2molH-H键和1molO=O键消耗的总能量小于形成4molH-O键释放的总能量 B．2molH2(g)和1molO2(g)的总能量低于2molH2O(g)的能量 C．生成4molH-O键需要吸收E2kJ能量 D．H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(l)时放出的能量小于(E2-E1)kJ 考向2 原电池 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)某原电池装置如图所示，B为电解质溶液。工作时M极质量增加，N极质量减少。则M、N、B可能分别为 A．、、稀盐酸 B．、、溶液 C．、、溶液 D．、、稀硫酸 2．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是 A．溶液中 Cu2+向 Zn 电极移动，向 Cu 电极移动 B．电池工作时，Zn 片发生的电极反应：Zn-2e-=Zn2+ C．该装置反应的能量变化可用如图表示 D．电池工作一段时间后，溶液质量增加 3．(23-24高一下·安徽宣城·期末)为探究原电池原理，某学习小组设计了如图所示实验装置。下列叙述正确的是 A．a、b不连接时，铜片上有气泡产生 B．a、b不连接时，化学能转化成电能 C．a、b不论是否连接都发生：Zn-2e-=Zn2+ D．a、b用导线连接时，溶液中H+移向锌片 4．(23-24高一下·安徽阜阳·期末)科学家利用原电池原理用、、来制备，装置示意图如图。下列说法错误的是 A．X气体为 B．b电极为正极 C．电池工作时，由右侧通过质子交换膜移向左侧 D．a电极的电极反应式为 5．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是 A． B． C． D． 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射；5月3日，嫦娥六号探测器发射成功，并从月球背面采集月壤样品。其中化学在科技强国中发挥着重要作用，下列说法错误的是 A．月球土壤蕴藏大量，和互为同位素 B．飞船舱体外壳氮化镓涂层，属于新型金属材料 C．飞船采用的太阳电池翼可将太阳能直接转化为电能 D．神舟十八号飞船主电源储能电池升级为锂离子电池，该电池属于二次电池 2．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)电子表所用的组扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列判断正确的是 A．锌为负极，被还原 B．Ag2O为正极，发生氧化反应 C．纽扣电池工作时，电子从Ag2O极经电路流向锌极 D．纽扣电池工作时，负极附近溶液的pH减小 3．(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)我国科学家设计出一种新型电池，能量密度高，有望产业化。其中双极膜复合层间的可解离成和并通过双极膜定向移动。表示阿伏加德罗常数的值，以下说法正确的是。 A．电子移动方向：Zn→双极膜→Ni B．放电时双极膜中的向Zn极移动，向Ni极移动 C．正极电极反应式： D．假设氨气全部溢出，得到标况下时，产生的离子数目为 4．(23-24高一下·安徽亳州·期末)有关下列装置的说法不正确的是 A．图1所示装置不能将化学能转化为电能 B．图2锌锰干电池工作时，电流从石墨棒流出 C．图3是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，空气中的氧气在铜片表面得电子 D．图4电池镁电极是正极，铝电极的反应式为： 5．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)氢燃料电池通过氢气在电堆内进行氧化还原反应获取电力，可以实现零排放。以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理如图所示，稀硫酸为电解质溶液。下列说法正确的是 A．该装置实现了电能到化学能的转化 B．a极发生了氧化反应，电极反应式为 C．b极为负极，电子由b极经外电路流向a极 D．电池工作一段时间后，装置中增大 6．(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向电极 C． OH－移向Cu电极，且当电路转移时，Cu电极质量增加8g D．2mol Cu和的总能量低于和2mol Ag的总能量 7．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)锂—铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应；，下列说法不正确的是 A．有机电解质不可以换成溶液 B．放电时，正极的电极反应式为 C．放电时，若有透过固体电解质时，标准状况下参与反应的体积为 D．整个反应过程中，总反应为： 8．(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)肼(N2H4)一空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示。下列判断错误的是    A．通入空气的电极b为正极 B．a电极反应式为 C．电池工作时，移向a电极 D．当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼60g 9．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)电池极大地方便了人们的生活，如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是 A．锂—空气电池总反应方程式为4Li+O2+2H2O=4LiOH B．锂—空气电池正极材料是多孔电极，氧气发生还原反应 C．铝离子电池中电子从铝电极经过用电器到石墨电极 D．铝离子电池负极反应式为 10．(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)如图，电池装置可将HCOOH转化为，其中阳离子膜只允许阳离子通过。下列说法正确的是 A．每消耗，可将转化为 B．电池放电过程中需补充的物质X为KOH C．放电时，由右室通过阳离子膜移向左室 D．左室电极反应式为： 1．(23-24高一下·安徽太和中学·期末)我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，放电时总反应的化学方程式为，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，钠箔为电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，电子流向：MWCNT→导线→钠箔 D．该电池可用NaCl溶液作电解质 2．(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)最近科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法正确的是    A．过程中存在H+发生氧化反应转化为H原子 B．在该过程中，氮气分子中N≡N断裂产生N原子 C．在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4和NH3两种产物 D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法会消耗大量电能，没有研究价值 3．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)盐酸羟胺()是一种药物中间体。采用图1原电池装置可制备该物质(氢离子交换膜允许H⁺通过)，其中含Fe的催化电极上生成目标产物的反应机理如图2所示。下列说法错误的是 A．Pt电极为负极，发生氧化反应 B．催化电极的反应： C．电池总反应： D．的迁移方向为从右向左 4．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如图所示，a、b为惰性电极。该电池放电时 A．电能转化为化学能 B．a为电池的正极 C．H+由a极移向b极 D．b的电极反应式： 5．(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2+I-→H2O+IO-   慢 H2O2+IO-→H2O+O2+I-   快 下列有关该反应的说法正确的是： A．I-是该反应的催化剂，所以反应速率与I-浓度无关 B．该反应的=-98 kJ/mol，所以该反应的逆反应活化能一定大于98 kJ/ mol C．该反应物质之间的速率关系为：v(H2O2)正=v(H2O)正=2v(O2)正 D．该反应在通常条件下能够自发进行，是因为<0，所以一定有<0 6．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)完成下列填空。 (1)温度一定，在一个2L的恒容密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： ①该反应的化学方程式为 。从开始到平衡时C的反应速率为 ，A的转化率为 。 ②下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。 A．A与C的浓度相等 B．相同时间内消耗，同时生成 C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 D．混合气体的密度不再发生变化 E．混合气体的压强不再发生变化 (2)“乙醇燃料电池”的工作原理为，装置如图所示。 ①在该电池中的移动方向为由 (填“A到B”或“B到A”)。写出A电极的电极反应式： 。 ②若标况下有参与反应，理论上通过质子交换膜的数目为 。 7．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是各国研究的热点。 (1)生成过程的能量变化如图所示。的能量变化示意图如下，该条件下，和完全反应生成会 (填“吸收”或“释放”) 的能量。 (2)与在催化剂作用下反应可实现汽车尾气净化：，某实验小组在、恒容密闭容器中充入等物质的量的与模拟该过程，的物质的量随时间变化如表所示。 0 10 20 30 40 50 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30 ①反应进行到时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 ②该条件下，的最大转化率为 。 ③下列措施一定能增大该反应速率的是 (填序号)。 A．及时分离出、   B．适当升高温度   C．适当扩大容器的容积   D．充入 ④某同学在其它条件一定的情况下，分别用甲、乙两种催化剂完成该反应，绘出浓度随时间变化如图，催化剂 (填“甲”或“乙”)的催化效果更好。 (3)用电化学气敏传感器测定汽车尾气中含量，原理如图，根据燃料电池的原理，推测B电极是该电池的 (填“正极”或“负极”)，A电极上的电极反应式为 。 8．(23-24高一下·安徽宣城·期末)学习了“化学反应与能量”后，某兴趣小组开展了如下探究活动。 (1)利用NH4NO3和Na2CO3·10H2O按下图所示装置进行实验： 根据图中现象，可以表示该反应能量变化的是 (填“a”或“b”)，能量转化形式是 转化为化学能。 (2)甲~丁装置都可以把化学能转化为电能。 电池总反应为2Al+6H+=2Al3++3H2↑的装置是 (填标号)。 (3)为探究(2)中甲~丁装置中铝电极在原电池中的作用，实验结果记录如下： 装置 电流表指针偏转方向 甲 偏向Al 乙 偏向Cu 丙 偏向石墨 丁 偏向Mg ①装置丙中铝为 极，电极反应式为 。 ②由实验可知，相对活泼的金属作正极还是负极的影响因素有 (写出1点即可)。 (4)下图是该小组同学组装的原电池装置，下列关于该电池工作原理的说法正确的是___________。 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 9．(23-24高一下·安徽亳州·期末)煤干馏获得的出炉煤气中含有、、等多种气体，均为重要的化工原料，可用于合成一系列化工产品。请回答下列问题： (1)已知断裂中的共价键吸收的能量为，断裂中的共价键吸收的能量为，形成键放出的能量为，则由和生成的能量变化为 ，下图能正确表示该反应中能量变化的是 (填“A”或“B”)。 (2)通过反应可制得富氢水煤气。一定温度下，在体积为恒容密闭容器中，充入和，发生如上反应，测得的物质的量随时间变化如表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 2.0 1.2 0.8 0.5 0.5 ①下列措施能够加快该反应速率的是 (填标号)。 A．使用催化剂    B．降低温度    C．及时分离水 ②能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．                B．混合气体的密度保持不变 C．容器内气体的压强保持不变       D．单位时间内生成，同时消耗 ③4min时，的物质的量浓度为 。 ④反应达到平衡时，混合气体中的体积分数为 %(结果保留一位小数)。 (3)与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。 电极的电极反应式为 ，若外电路转移电子，则理论上该燃料电池消耗的在标准状况下的体积为 。 10．(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。 Ⅰ．完成下列问题 (1)的反应过程如图所示： 即在一定条件下，断裂中的化学键要吸收的能量，断裂中的化学键要吸收的能量，而形成中的化学键要释放的能量。则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应；生成时，其吸收或放出的热量为 。 (2)某化学反应中，设反应物的总能量为，生成物的总能量为。若，则该反应可用图 (填“A”或“B”)表示，为 (填“吸热”、“放热”)反应。 Ⅱ．回答下列问题 (3)为了验证与的氧化性强弱，如图装置能达到实验目的的是 (填装置序号)，其正极的电极反应式为 ；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过电子时，两个电极的质量差为 。 (4)将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极，则 (填“A”或“B”)处电极入口通氧气。 11．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)一定条件下，红磷在氯气中燃烧的产物有两种(和)，反应过程中的能量变化关系如图所示。回答下列问题： (1)反应的为 。 (2)写出固态红磷在一定量的中燃烧生成气态物质(PCl3)的热化学方程式： 。 (3)红磷在(标准状况)中恰好完全反应生成气态物质时，放出的热量为 。 (4)白磷(P4)在中燃烧有如下转化关系。 其中 (用含和的代数式表示)。 (5)红磷与白磷互为 (填“同位素”或“同素异形体”)，等质量的红磷和白磷分别在氧气中完全燃烧，两者放出的热量 (填“相同”或“不同”)。 12．(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)氢气，二甲醚，乙醇都是极具发展潜力的绿色清洁能源。 Ⅰ．关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法：①电解水法： ②水煤气法：， ③太阳能光催化分解水法： (1)三种方法中最节能的是 (填标号)。 (2)已知拆开1 mol H-H、1 mol O=O和1 mol H-O分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上每3.6 g H2O(g)完全分解，需 (填“放出”或“吸收”)能量 kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是 (填标号)。 A．  B． C．  D． Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)气体是一种可再生绿色新能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。 (3)写出二甲醚一种同分异构体的结构简式： 。 (4)工业上可用水煤气合成二甲醚： ①测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示，则反应开始至平衡时的H2平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)。 ②若该反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述中正确的是 。 A．及时分离出CH3OCH3，可以加快化学反应速率 B．恒容时，充入He增大压强，化学反应速率不变 C．容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度 D．v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，说明该反应已达到平衡状态 Ⅲ．甲醇和乙醇都应用于燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其中甲醇燃料电池的工作原理如下图A所示。 (5)a极的电极反应式为 。 (6)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应②的化学方程式为： 。 13．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)铝是一种重要的金属材料和化工原料，某些含铝化合物是有机合成的重要催化剂。回答下列问题： (1)工业上冶炼金属铝的原料是，该冶炼反应的化学方程式是 ；下列金属的冶炼方法与上述金属铝的冶炼方法相似的是 (填标号)。 a．    b．NaCl→Na    c．    d．CuO→Cu (2)沸石(含铝化合物)作为催化剂可促进甲烷、水蒸气合成甲醇：，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的甲烷、水蒸气混合气，在沸石催化剂和一定条件下发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．体系中混合气体的密度不变 b．体系中混合气体的平均摩尔质量不变 c．反应速率 d．体系中混合气体的压强不变 (3)某同学在实验室中探究Al作为原电池电极的作用，实验设计及操作、现象如下(图示中电流表的M极为除Al之外的另外一个金属电极)： 实验序号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Al、Mg 稀盐酸 向右偏转 2 Al、Cu 稀盐酸 向左偏转 3 Al、Zn 浓硝酸 向右偏转 4 Al、Mg NaOH溶液 向左偏转 ①实验1中，负极反应式为 。 ②实验2中，Al电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 ③实验3中，外电路中电子的移动方向：沿导线从 (填“Al移向Zn”或“Zn移向Al”)。 ④实验4中，Al电极反应式为 。 / 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 化学反应的热效应 考向2 原电池 考向3 化学电源 考向1 化学反应的热效应 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)一定条件下白磷和红磷可以相互转化，白磷转化为红磷的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．白磷转化为红磷是放热反应 B．红磷比白磷稳定性更高 C．等质量的红磷所含有的能量高于白磷 D．相同物质的量的白磷和红磷完全燃烧，白磷释放的热量多 【答案】C 【详解】A．据图可知白磷的能量高于红磷，所以白磷转化为红磷的反应为放热反应，A正确； B．图中白磷能量高于红磷，能量越高物质越不稳定，所以红磷比白磷稳定，B正确； C．等质量的红磷所含有的能量低于白磷，C错误； D．红磷能量低，更稳定，断键时吸收的能量更多，故白磷释放的热量多，D正确； 故选C。 2．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)研究表明，在一定条件下，与发生互变反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．表示 B．该条件下，比更稳定 C．转化为放出的能量 D．断开中所有的化学键需要吸收的能量为 【答案】D 【详解】 A．根据原子半径大小可判断表示，表示不符合题意； B．物质的能量越低越稳定，由图，所具有的能量高于，故更稳定，不符合题意； C．转化为需要吸收186.5-127.2=的能量，不符合题意； D．表示CNH(g)，由图，断开中所有的化学键需要吸收的能量为符合题意； 故选D。 3．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)某反应由两步反应构成，反应能量曲线如下图，下列叙述正确的是 A．两步反应均为吸热反应 B．三种化合物中C最稳定 C．A与C的能量差为E4 D．的反应，反应条件一定要加热 【答案】B 【详解】A．两步反应中，第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应，A不正确； B．从图中可以看出，三种化合物中，C的能量最低，所以C最稳定，B正确； C．从图中可以看出，E4为B→C的逆反应的活化能，A与C的能量差为∆H，小于E4，C不正确； D．的反应，虽然是吸热反应，但不一定需要加热，D不正确； 故选B。 4．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 反应装置或图像 实验现象或图像信息 A 温度计的水银柱上升 B 反应物总能量大于生成物总能量 C 反应开始后，针筒活塞向右移动 D 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．因为温度计的水银柱上升，温度升高，说明氢氧化钠与盐酸反应释放热量，故A不符合题意； B．反应物的总能量比生成物的总能量高，所以在发生反应时会有一部分能量释放，表现为反应放热，故B不符合题意； C．锌粒与稀硫酸反应会产生氢气，使锥形瓶内气体压强增加，所以针筒活塞向右移动，不能证明是反应释放热量导致的，故C符合题意； D．锌粒与稀硫酸反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明反应导致集气瓶内气体压强增大，但反应并未在集气瓶中进行，说明是反应释放的热量使集气瓶内的温度升高而导致压强增大，故D不符合题意。 答案选C。 5．(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)化学反应的能量变化如图所示，下列热化学方程式正确的为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．由图可知，mol氮气与mol氢气生成液氨反应的热量为(b+c—a)kJ，反应的热化学方程式为，故A错误； B．由图可知，mol氮气与mol氢气生成氨气反应的热量为(b—a)kJ，反应的热化学方程式为或，故B错误； C．由图可知，mol氮气与mol氢气生成液氨反应的热量为(b+c—a)kJ，反应的热化学方程式为，故C错误； D．由图可知，mol氮气与mol氢气生成氨气反应的热量为(b—a)kJ，反应的热化学方程式为，故D正确； 故选D。 6．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)白磷和红磷的能量转化关系如图所示，下列说法正确的是 A．相同条件下，红磷比白磷稳定 B．白磷转化为红磷的反应为吸热反应 C．常温下，红磷容易自燃而白磷不易自燃 D．相同条件下，等质量的白磷的能量比红磷的低 【答案】A 【详解】A．相同条件下，物质具有的能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，A正确； B．如图所示，红磷具有的总能量低，该反应为放热反应，B错误； C．常温下，白磷容易自燃而红磷不易自燃，C错误； D．相同条件下，等质量的红磷的能量比白磷的低，D错误； 故选A。 7．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法正确的是 A．NO属于离子化合物 B．该分解过程是 C．过程②释放能量，过程③吸收能量 D．标准状况下，NO分解生成转移电子数为 【答案】B 【分析】①是NO吸附在催化剂表面，②NO断键生成N和O原子，③是N和O原子成键形成N2和O2，④是N2和O2解吸附，脱离催化剂表面。分解过程是。 【详解】A．NO属于共价化合物，A错误； B．根据分析，分解过程是，B正确； C．断键吸热，成键放热，过程②吸收能量，过程③释放能量，C错误； D．生成1mol氮气转移4mol电子，标准状况下，NO分解生成转移电子数为，D错误； 故选B。 8．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)下列反应属于氧化还原反应，且能量变化符合图中曲线变化的是 A．与Al在高温条件下反应 B．NaOH溶液与稀盐酸的反应 C．与NH4Cl的反应 D．碳与水蒸气反应制备水煤气 【答案】A 【分析】由图知，该反应的反应物总能量高于生成总能量，即反应为放热反应。 【详解】A．与Al在高温条件下的反应是放热反应，且为氧化还原反应，A项符合题意； B．中和反应是放热反应，但不是氧化还原反应，B项不符合题意； C．与NH4Cl的反应是吸热反应，也不是氧化还原反应，C项不符合题意； D．碳与水蒸气反应制备水煤气是吸热反应，D项不符合题意； 故答案为：A。 9．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)根据图示的能量转化关系判断下列说法正确的是    A．与反应生成32 g 吸收91 kJ能量 B．形成2 mol H-H和1 mol C≡O(CO)共吸收419 kJ的能量 C．分子中只含有极性共价键 D．1 mol 具有的能量高于2 mol 和1 mol 具有的能量 【答案】C 【详解】A．32g对应物质的量为1mol，根据图像可知1mol与2mol反应生成1mol放出热量为91kJ，故A错误； B．形成化学键为放出能量的过程，故B错误； C．分子中含有C－H、C－O、O－H，均为极性共价键，故C正确； D．根据图像可知1 mol 具有的能量低于2 mol 和1 mol 具有的能量，故D错误； 答案选C。 10．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列说法中正确的是 A．伴有能量变化的过程都是化学变化 B．需要加热的化学反应，生成物的总能量一定高于反应物的总能量 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，>0 D．的大小与热化学方程式的化学计量数无关 【答案】C 【详解】A．氢氧化钠固体溶于水时放热，但是没有发生化学变化，A错误； B．加热的目的只是促使反应发生，与反应吸热放热无关，如燃烧是放热反应，但反应需加热才能发生，B错误； C．生成物的总焓大于反应物的总焓，该反应需要吸收热量，则>0，C正确； D．的大小不仅与反应物、生成物的状态有关，还与热化学方程式的化学计量数成正比，D错误； 故选C。 11．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)知乙腈(CH3CN)发生异构时热化学方程式：CH3CN(l)(1)    △H，断裂1mol有关化学键所需的能量数据如表所示： 化学键 C－H C－C C－N C≡N C=N 能量/kJ a b c d e 则△H为(用含a、b、c、d、e的代数式表示) A．(d-e)kJ•mol-1 B．(d-c-e)kJ•mol-1 C．(-d+c+e)kJ•mol-1 D．(e-d)kJ•mol-1 【答案】B 【详解】反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量，故选B。 12．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)某同学设计如图所示实验，探究化学反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A．由实验可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应 B．将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多 C．实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响 D．实验Ⅲ中若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定的ΔH偏低 【答案】D 【详解】A．Ⅰ中为镁与盐酸反应置换氢气的过程，属于放热反应，Ⅱ为与NH4Cl反应的过程，属于吸热反应，Ⅲ涉及的是稀盐酸与氢氧化钠溶液发生中和的反应，属于放热反应，A错误； B．将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉，固体的接触面积增大，会加快反应速率，但不会增大反应生成氢气的量，所以不会改变反应放出的热量，B错误； C．铜导热性好，所以实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会使放出的热量有损失，C错误； D．NaOH固体溶于水属于放热过程，所以实验Ⅲ中若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定的ΔH数值会变大，对应ΔH会偏低，D正确； 故选D。 13．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程Ⅱ只有极性共价键的断裂，无共价键的形成 B．催化剂加快了反应速率，但不能提高产物的产量 C．过程Ⅰ需要吸收能量，过程Ⅲ则放出能量 D．由图可知比稳定 【答案】D 【详解】A．根据图示，过程Ⅱ中水分子极性共价键O-H键断裂，A正确； B．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，B正确； C．由图知道过程Ⅰ，状态1到状态2，能量升高，需要吸热；过程Ⅲ，状态3到状态4，能量降低，放出能量，C正确； D．根据图示数据，不能判断、CO稳定性强弱，故D错误； 故答案选D。 14．(23-24高一下·安徽太和中学·期末)在超临界水中进行加成反应时存在两条不同的路径，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是 A．比稳定 B．经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终为吸热反应 C．在超临界水中进行加成反应时，涉及键断裂 D．选择适当的催化剂，可以加快两反应的化学反应速率 【答案】B 【详解】 A．由图可知：的能量比低，所以更稳定，A项正确； B．经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终产物为，属于放热反应，B项错误； C．在超临界水中进行加成反应时，中键断裂，C项正确； D．选择适当的催化剂，可以加快两反应的化学反应速率，D项正确； 本题选B。 15．(23-24高一下·安徽芜湖·期末)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示。下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅰ>Ⅲ D．进程Ⅳ中，Z不是催化剂 【答案】D 【详解】A．进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量，故进程Ⅰ是放热反应，故A错误； B．应Ⅱ和反应Ⅰ的始态和终态相同，生成P的量一样多，则平衡时P的产率：Ⅱ=Ⅰ，故B错误； C．反应I的活化能小于反应III，生成P的速率：Ⅰ<Ⅲ，故C错误； D．反应前反应物为S+Z，反应后生成物为P•Z，而不是P+Z，则Z不是该反应的催化剂，没起到催化作用，故D正确； 答案选D。 16．(23-24高一下·安徽芜湖·期末)氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在反应中，破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol O===O键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　) A．2Q1＋Q2<4Q3 B．2Q1＋Q2>4Q3 C．2Q1＋Q2<2Q3 D．2Q1＋Q2>2Q3 【答案】A 【详解】破坏1molH-H消耗的能量为Q1kJ，则H-H键能为Q1kJ/mol，破坏1molO═O键消耗的能量为Q2kJ，则O═O键键能为Q2kJ/mol，形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ，则H-O键能为Q3kJ/mol，对于2H2（g）+O2（g）=2H2O，反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故：反应热△H=2Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-4Q3kJ/mol=（2Q1+Q2-4Q3）kJ/mol，由于氢气在氧气中燃烧，反应热△H＜0，即（2Q1+Q2-4Q3）＜0，所以2Q1+Q2＜4Q3，答案选A。 17．(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)如图所示为1molX发生反应的能量变化图，其中X为气态化合物。下列有关叙述错误的是 A．反应属于放热反应 B．反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量 C．该反应在常温下一定能发生 D．1molX转化为Z的能量变化为(a-c)kJ 【答案】C 【详解】A．由题干图示信息可知，反应物总能量高于生成物总能量，故反应属于放热反应，A正确； B．由A项分析可知，该反应为放热反应，即反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，B正确； C．由A项分析可知，该反应为放热反应，放热反应不一定在常温下一定能发生，C错误； D．由题干图示信息可知，1molX转化为Z的能量变化为(a-c)kJ，D正确； 故答案为：C。 18．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)已知反应O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)的反应过程中的能量变化如图所示，下列叙述正确的是 A．断开2molH-H键和1molO=O键消耗的总能量小于形成4molH-O键释放的总能量 B．2molH2(g)和1molO2(g)的总能量低于2molH2O(g)的能量 C．生成4molH-O键需要吸收E2kJ能量 D．H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(l)时放出的能量小于(E2-E1)kJ 【答案】A 【详解】A．由图可知，该反应为放热反应，则断开2molH-H键和1molO=O键消耗的总能量小于形成4molH-O键释放的总能量，A正确； B．该反应为放热反应，则2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高于2molH2O(g)的能量，B错误； C．化学反应中新键形成放热，则生成4molH-O键放出E2kJ能量，C错误； D．水液化时放热，则H2(g)和O2(g)反应生成2molH2O(l)时放出的能量大于(E2-E1)kJ，D错误； 故选A。 考向2 原电池 1．(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)某原电池装置如图所示，B为电解质溶液。工作时M极质量增加，N极质量减少。则M、N、B可能分别为 A．、、稀盐酸 B．、、溶液 C．、、溶液 D．、、稀硫酸 【答案】B 【分析】M极质量增加，N极质量减少，说明N是负极、M是正极，N的活泼性大于M，以此分析； 【详解】A．若负极为Zn，正极为Cu，电解质为稀盐酸，则负极质量减少，正极上有气泡生成，A不符合题意； B．若负极为Fe，正极为Cu，电解质为CuSO4，则负极质量减少，正极上质量增加，B符合题意； C．若负极为Cu，正极为Zn，电解质为CuCl2，则无法构成原电池，C不符合题意； D．若负极为Fe，正极为Ag，电解质为稀硫酸，则负极质量减少，正极上有气泡生成，D不符合题意； 故答案为：B。 2．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是 A．溶液中 Cu2+向 Zn 电极移动，向 Cu 电极移动 B．电池工作时，Zn 片发生的电极反应：Zn-2e-=Zn2+ C．该装置反应的能量变化可用如图表示 D．电池工作一段时间后，溶液质量增加 【答案】A 【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置。一般情况下，在原电池反应中，活动性强的电极为负极，发生失去电子的氧化反应，电子由负极经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极上发生得到电子的还原反应，在同一闭合回路中电子转移数目相等。 【详解】A．在电解质溶液中，阳离子Cu2+会向负电荷较多的正极Cu片电极移动，向正电荷较多的负极Zn电极方向移动， A错误； B．由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B正确； C．该装置是原电池，将化学能转化为电能，反应过程中会释放能量，反应物的能量比生成物的能量高，因此可以用图示表示反应过程的能量变化，C正确； D．该电池总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，根据反应方程式可知：每有1 mol Zn发生反应，有65 gZn变为Zn2+进入溶液，同时有64 g Cu2+变为单质Cu从溶液中析出，溶液质量增加1 g，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，故电池工作一段时间后，溶液质量增加，D正确； 答案选A。 3．(23-24高一下·安徽宣城·期末)为探究原电池原理，某学习小组设计了如图所示实验装置。下列叙述正确的是 A．a、b不连接时，铜片上有气泡产生 B．a、b不连接时，化学能转化成电能 C．a、b不论是否连接都发生：Zn-2e-=Zn2+ D．a、b用导线连接时，溶液中H+移向锌片 【答案】C 【分析】当a、b不连接时，Zn直接与稀硫酸反应置换出氢气，Cu与稀硫酸不反应；当a、b连接时构成原电池，Zn作负极，Cu作正极，据此答题。 【详解】A．a、b不连接时，Cu与稀硫酸不反应，铜片没上有气泡产生，A错误； B．a、b不连接时，没有构成原电池，反应时化学能没有转化成电能，B错误； C．a、b不连接时，Zn与稀硫酸反应：，a、b连接时，Zn作负极，电极反应式为：，故a、b不论是否连接都发生：Zn-2e-=Zn2+，C正确； D．a、b用导线连接时构成原电池，电池放电时溶液中的阳离子移向正极，则H+移向铜片，D错误； 故选C。 4．(23-24高一下·安徽阜阳·期末)科学家利用原电池原理用、、来制备，装置示意图如图。下列说法错误的是 A．X气体为 B．b电极为正极 C．电池工作时，由右侧通过质子交换膜移向左侧 D．a电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】用、、来制备，失电子发生氧化反应，氧气得电子发生还原反应。 【详解】A．根据图示，电子由a极流出，a是负极，X气体为，故A正确； B．根据图示，电子流入b电极，b电极为正极，故B正确； C．a是负极、b是正极，电池工作时，由左侧通过质子交换膜移向右侧，故C错误； D．a是负极，失电子发生氧化反应生成硫酸，电极的电极反应式为，故D正确； 选C。 5．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】由题干某原电池的总反应为可知，Fe在反应中由0价转化为+2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe作负极，Cu2+在反应中化合价由+2价降低为0价，化合价降低，发生还原反应，故在正极上发生该反应，据此分析解题。 【详解】A．由于Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu为正极，电解质中的Cu2+被还原，A错误； B．装置中没有自发的发生氧化还原反应，B错误； C．由于Fe比Cu活泼，故Fe作负极，Cu为正极，电解质中的Cu2+被还原，C正确； D．装置中没有自发的发生氧化还原反应，D错误； 故选C。 考向3 化学电源 1．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射；5月3日，嫦娥六号探测器发射成功，并从月球背面采集月壤样品。其中化学在科技强国中发挥着重要作用，下列说法错误的是 A．月球土壤蕴藏大量，和互为同位素 B．飞船舱体外壳氮化镓涂层，属于新型金属材料 C．飞船采用的太阳电池翼可将太阳能直接转化为电能 D．神舟十八号飞船主电源储能电池升级为锂离子电池，该电池属于二次电池 【答案】B 【详解】A．和质子数均为2，中子数不同，互为同位素，A正确； B．氮化镓不属于金属材料，B错误； C．太阳电池可将太阳能直接转化为电能，C正确； D．锂离子电池属于二次电池，D正确； 故选B。 2．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)电子表所用的组扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列判断正确的是 A．锌为负极，被还原 B．Ag2O为正极，发生氧化反应 C．纽扣电池工作时，电子从Ag2O极经电路流向锌极 D．纽扣电池工作时，负极附近溶液的pH减小 【答案】D 【分析】根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，推出Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，Ag2O为正极，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，据此分析； 【详解】A．根据电极总反应式，Zn的化合价升高，失去电子，即Zn为负极，发生氧化反应，故A错误； B．Ag2O中Ag的化合价降低，得到电子，即Ag2O为正极，发生还原反应，故B错误； C．Zn为负极，Ag2O为正极，根据原电池工作原理，电子从Zn极经外电路流向Ag2O，故C错误； D．根据总电极反应式，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，负极附近c(OH－)减小，pH减小，故D正确； 答案为D。 【点睛】原电池是将氧化还原反应分为氧化反应和还原反应，一般按照氧化剂＋ne－→还原产物，还原剂－ne－→氧化产物，根据溶液酸碱性，判断出H＋、OH－、H2O谁参与反应，最后根据原子守恒和电荷守恒，配平其他。 3．(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)我国科学家设计出一种新型电池，能量密度高，有望产业化。其中双极膜复合层间的可解离成和并通过双极膜定向移动。表示阿伏加德罗常数的值，以下说法正确的是。 A．电子移动方向：Zn→双极膜→Ni B．放电时双极膜中的向Zn极移动，向Ni极移动 C．正极电极反应式： D．假设氨气全部溢出，得到标况下时，产生的离子数目为 【答案】C 【详解】A．电子不能在溶液中移动，电解质溶液中是离子的定向移动导电，A错误； B．放电时负极反应：，正极反应：，向负极Zn移动，向正极Ni移动，B错误； C．由以上分析知，正极反应式正确，C正确； D． 解得，D错误, 故选C。 4．(23-24高一下·安徽亳州·期末)有关下列装置的说法不正确的是 A．图1所示装置不能将化学能转化为电能 B．图2锌锰干电池工作时，电流从石墨棒流出 C．图3是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，空气中的氧气在铜片表面得电子 D．图4电池镁电极是正极，铝电极的反应式为： 【答案】D 【详解】A．图1没有形成闭合电路，没有构成原电池，不能将化学能转化为电能，故A正确； B．图2是锌锰干电池工作时，电子由锌筒(负极)流向石墨棒(正极)，电流方向与电子流向相反，电流从石墨棒流出，故B正确； C．图3是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，锌为负极，铜为正极，空气中的氧气在铜片表面得电子，故C正确； D．图4电池镁为正极，铝为负极，铝电极反应式为：，故D错误。 综上所述，答案为D。 5．(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)氢燃料电池通过氢气在电堆内进行氧化还原反应获取电力，可以实现零排放。以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理如图所示，稀硫酸为电解质溶液。下列说法正确的是 A．该装置实现了电能到化学能的转化 B．a极发生了氧化反应，电极反应式为 C．b极为负极，电子由b极经外电路流向a极 D．电池工作一段时间后，装置中增大 【答案】B 【分析】氢氧燃料电池为原电池，通入氢气的电极为负极，即b为负极，通入氧气的电极为正极，即a为正极。电池总反应为：2H2+O2=2H2O。 【详解】A．该装置为原电池，能量转化形式为：化学能转化为电能，A错误； B．根据分析，a为负极，a极发生了氧化反应，电极反应式为，B正确； C．根据分析，b为正极，a为负极，电子由a极经外电路流向b极，C错误； D．电池总反应为：2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，装置中减小，D错误； 故选B。 6．(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向电极 C． OH－移向Cu电极，且当电路转移时，Cu电极质量增加8g D．2mol Cu和的总能量低于和2mol Ag的总能量 【答案】C 【分析】根据总反应式，得到Cu化合价升高，失去电子，作原电池的负极，银元素化合价降低，得到电子，氧化银作原电池的正极。 【详解】A．电解液为NaOH溶液，负极是Cu，因此负极的电极反应式为，故A错误； B．测量原理示意图中，电子从Cu经导线流向电极，电子不能在溶液中移动，故B错误； C．根据原电池“同性相吸”，则OH－移向Cu电极，根据电极反应式，当电路转移时，Cu电极增加0.5mol氧原子即质量8g，故C正确； D．原电池是放热反应，因此2mol Cu和的总能量高于和2mol Ag的总能量，故D错误。 综上所述，答案为C。 7．(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)锂—铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应；，下列说法不正确的是 A．有机电解质不可以换成溶液 B．放电时，正极的电极反应式为 C．放电时，若有透过固体电解质时，标准状况下参与反应的体积为 D．整个反应过程中，总反应为： 【答案】C 【分析】根据放电过程中总反应：可知，Li元素化合价由0价变为+1价、元素化合价由+1价变为0价，则为负极，电极反应式为，Cu电极为正极，电极反应式为：，放电时电解质中阳离子向正极移动，据此分析解答。 【详解】A．锂与溶液中的水发生反应，不能将有机电解质换成NaCl溶液，A正确； B．正极电极反应式为，B正确； C．带正电荷，应向电源的正极移动，若有透过固体电解质时，标准状况下参与反应的为，体积为0.056L，C错误； D．根据反应的方程式和，可得总的方程式为，D正确； 故答案选C。 8．(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)肼(N2H4)一空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示。下列判断错误的是    A．通入空气的电极b为正极 B．a电极反应式为 C．电池工作时，移向a电极 D．当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼60g 【答案】D 【详解】A．燃料电池中通空气的电极b为正极，A正确； B．肼-空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价，发生氧化反应，电极反应式为，B正确； C．a极为负极，b极为正极，对于原电池来说，阴离子移向负极，所以电池工作时，移向a电极，C正确； D．根据，当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼为，D错误； 故选D。 9．(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)电池极大地方便了人们的生活，如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是 A．锂—空气电池总反应方程式为4Li+O2+2H2O=4LiOH B．锂—空气电池正极材料是多孔电极，氧气发生还原反应 C．铝离子电池中电子从铝电极经过用电器到石墨电极 D．铝离子电池负极反应式为 【答案】A 【分析】由题干原电池装置可知，锂—空气电池中锂离子向多孔电极移动，则所以多孔电极为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-，Li电极为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，铝离子电池中两个电极分别为铝和石墨，铝为活泼电极，是负极，石墨为正极，负极发生氧化反应生成铝离子，铝离子与结合生成，所以电极反应式为：负极反应式为，据此分析解题。 【详解】A．锂—空气电池中为非水电解质，不可能有水参加反应，电池总反应：4Li+O2═2Li2O，A错误； B．电池内部阳离子向正极移动，如图锂—空气电池中，锂离子向多孔电极移动，所以多孔电极为正极，正极氧气得电子，氧气发生还原反应，B正确； C．铝离子电池中两个电极分别为铝和石墨，铝为活泼电极，是负极，石墨为正极，外电路中电流由正极流向负极，即由石墨流向铝，则电子从铝电极经过用电器到石墨电极，C正确； D．放电时负极发生氧化反应生成铝离子，铝离子与结合生成，所以电极反应式为：负极反应式为，D正确； 故答案为：A。 10．(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)如图，电池装置可将HCOOH转化为，其中阳离子膜只允许阳离子通过。下列说法正确的是 A．每消耗，可将转化为 B．电池放电过程中需补充的物质X为KOH C．放电时，由右室通过阳离子膜移向左室 D．左室电极反应式为： 【答案】D 【分析】要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，为负极，右侧产生硫酸钾，以此解题。 【详解】A．每消耗1 mol O2，转移4mol电子，根据得失电子守恒，可知可将4 mol Fe2＋转化为Fe3＋，A错误； B．要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，B错误； C．HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，右侧产生硫酸钾，则钾离子由左侧移向右侧，即K+通过离子交换膜向右迁移，C错误； D．由分析可知左侧为负极，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选D。 1．(23-24高一下·安徽太和中学·期末)我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，放电时总反应的化学方程式为，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，钠箔为电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，电子流向：MWCNT→导线→钠箔 D．该电池可用NaCl溶液作电解质 【答案】B 【分析】由总反应可知，钠箔为原电池的负极，钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为，多壁碳纳米管为正极，钠离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸钠和碳，电极反应式为3CO2+4Na++4e−=2Na2CO3+C。 【详解】A．由分析可知，钠箔为原电池的负极，故A错误； B．由分析可知，钠箔为原电池的负极，钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，钠箔为原电池的负极，多壁碳纳米管为正极，则电子流向为钠箔→导线→MWCNT，故C错误； D．钠钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，所以该电池不能用氯化钠溶液作电解质，故D错误； 故选B。 2．(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)最近科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法正确的是    A．过程中存在H+发生氧化反应转化为H原子 B．在该过程中，氮气分子中N≡N断裂产生N原子 C．在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4和NH3两种产物 D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法会消耗大量电能，没有研究价值 【答案】C 【详解】A．由图可知H+转化为H化合价降低，发生还原反应，A错误； B．由图可知，N2生成了NH3，但是不存在N原子，B错误； C．由图可知，在反应过程存在N2H4和NH3，C正确； D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法不需要高温高压，条件比较温和，具有研究价值，D错误； 故选C。 3．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)盐酸羟胺()是一种药物中间体。采用图1原电池装置可制备该物质(氢离子交换膜允许H⁺通过)，其中含Fe的催化电极上生成目标产物的反应机理如图2所示。下列说法错误的是 A．Pt电极为负极，发生氧化反应 B．催化电极的反应： C．电池总反应： D．的迁移方向为从右向左 【答案】B 【分析】NO转化为时，氮元素化合价降低，所以含Fe的催化电极为正极、铂电极为负极。 【详解】A．Pt电极是负极，电极反应式为，即发生氧化反应，A项正确； B．催化电极为正极，根据图2：含Fe的催化电极上生成目标产物的反应机理，NO在酸性溶液中得电子生成NH3OH⁺，正极电极反应式为：，B项错误； C．结合A、B选项中正、负电极反应式可得电池总反应：，C项正确； D．原电池内电路阳离子向正极迁移，D项正确； 故答案为：B。 4．(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如图所示，a、b为惰性电极。该电池放电时 A．电能转化为化学能 B．a为电池的正极 C．H+由a极移向b极 D．b的电极反应式： 【答案】B 【详解】A．该装置为原电池，将化学能转化为电能，A错误； B．a为电子流入端，a为原电池的正极，B正确； C．H+由负极移向正极，a为正极，b为负极，所以H+由b极移向a极，C错误； D．b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，D错误； 答案为：B。 5．(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2+I-→H2O+IO-   慢 H2O2+IO-→H2O+O2+I-   快 下列有关该反应的说法正确的是： A．I-是该反应的催化剂，所以反应速率与I-浓度无关 B．该反应的=-98 kJ/mol，所以该反应的逆反应活化能一定大于98 kJ/ mol C．该反应物质之间的速率关系为：v(H2O2)正=v(H2O)正=2v(O2)正 D．该反应在通常条件下能够自发进行，是因为<0，所以一定有<0 【答案】B 【详解】A．慢反应的快慢决定反应速率，是慢反应阶段的反应物，其浓度会影响反应速率，A项错误； B．焓变等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，由于该反应的焓变为-98kJ/mol，所以该反应的逆反应活化能一定大于98 kJ/ mol，B项正确； C．在水溶液中，水是纯液体，不能用水来表示化学反应速率，C项错误； D．，当时反应可自发进行，由于该反应，且，所以该反应一定有，D项错误； 故选B。 6．(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)完成下列填空。 (1)温度一定，在一个2L的恒容密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： ①该反应的化学方程式为 。从开始到平衡时C的反应速率为 ，A的转化率为 。 ②下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。 A．A与C的浓度相等 B．相同时间内消耗，同时生成 C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 D．混合气体的密度不再发生变化 E．混合气体的压强不再发生变化 (2)“乙醇燃料电池”的工作原理为，装置如图所示。 ①在该电池中的移动方向为由 (填“A到B”或“B到A”)。写出A电极的电极反应式： 。 ②若标况下有参与反应，理论上通过质子交换膜的数目为 。 【答案】(1) 3A(g)⇌3C(g)+B(g) 0.6mol⋅L-1⋅min-1 50% ABE (2) A到B C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+ 2NA 【详解】（1）①由图可知，A为反应物，B、C为生成物，A、B、C的变化量为分别为(2.4-1.2)mol/L=1.2mol/L、0.4mol/L、1.2mol/L，则A、B、C的系数比为1.2：0.4：1.2=3：1：3，该反应的化学方程式为3A(g)⇌3C(g)+B(g)；从开始到平衡时C的反应速率为=0.6mol⋅L-1⋅min-1；A的转化率为×100%=50%，故答案为：3A(g)⇌3C(g)+B(g)；0.6mol⋅L-1⋅min-1；50%； ②A．由图可知A与C的浓度相等时反应达到平衡，故该处可判断反应达到平衡状态，故A正确； B．相同时间内消耗3nmolA，同时生成3nmolA，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确； C．根据质量守恒定律，反应前后气体的总质量始终不变，故C错误； D．反应前后气体的总质量不变，容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，故D错误； E．混合气体的压强不再发生变化，则混合气的总物质的量保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故E正确； 故答案为：ABE； （2）①在该电池中乙醇为燃料失电子为负极(A)，氧气为正极(B)，条件为酸性介质，阳离子向正极(B)移动，H+的移动方向为由A到B；A为负极，乙醇发生氧化反应，电极的电极反应式：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，故答案为：A到B；C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+； ②正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，若标况下有即物质的量参与反应，消耗2molH+，理论上通过质子交换膜的数目为2NA。 7．(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是各国研究的热点。 (1)生成过程的能量变化如图所示。的能量变化示意图如下，该条件下，和完全反应生成会 (填“吸收”或“释放”) 的能量。 (2)与在催化剂作用下反应可实现汽车尾气净化：，某实验小组在、恒容密闭容器中充入等物质的量的与模拟该过程，的物质的量随时间变化如表所示。 0 10 20 30 40 50 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30 ①反应进行到时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 ②该条件下，的最大转化率为 。 ③下列措施一定能增大该反应速率的是 (填序号)。 A．及时分离出、   B．适当升高温度   C．适当扩大容器的容积   D．充入 ④某同学在其它条件一定的情况下，分别用甲、乙两种催化剂完成该反应，绘出浓度随时间变化如图，催化剂 (填“甲”或“乙”)的催化效果更好。 (3)用电化学气敏传感器测定汽车尾气中含量，原理如图，根据燃料电池的原理，推测B电极是该电池的 (填“正极”或“负极”)，A电极上的电极反应式为 。 【答案】(1) 吸收 180 (2) > B 乙 (3) 正极 【详解】（1）根据能量变化示意图，和断键吸收能量，生成2mol成键放出能量，因此和完全反应生成会吸收能量。 （2）①后，NO的物质的量仍在减小，说明反应进行到时，反应正向进行，则正反应速率>逆反应速率； ②后，NO的物质的量不再变化，说明反应达到平衡状态，的最大转化率为； ③ A．及时分离出、，生成物浓度减小，之后反应物浓度也会减小，反应速率减小，A错误； B．温度越高反应速率越快，因此适当升高温度，可以加快反应速率，B正确； C．适当扩大容器的容积，反应物浓度减小，反应速率减慢，C错误； D．充入，反应物浓度不变，不能增大反应速率，D错误； 答案选B。 ④根据浓度随时间变化图可知，使用催化剂乙时，反应达到平衡所用的时间更短，因此催化剂乙的催化效果更好。 （3）根据图示及燃料电池的原理，A电极上CO转化为CO2，碳元素化合价升高失电子发生氧化反应，则A电极为负极，电极反应式为，B电极为正极。 8．(23-24高一下·安徽宣城·期末)学习了“化学反应与能量”后，某兴趣小组开展了如下探究活动。 (1)利用NH4NO3和Na2CO3·10H2O按下图所示装置进行实验： 根据图中现象，可以表示该反应能量变化的是 (填“a”或“b”)，能量转化形式是 转化为化学能。 (2)甲~丁装置都可以把化学能转化为电能。 电池总反应为2Al+6H+=2Al3++3H2↑的装置是 (填标号)。 (3)为探究(2)中甲~丁装置中铝电极在原电池中的作用，实验结果记录如下： 装置 电流表指针偏转方向 甲 偏向Al 乙 偏向Cu 丙 偏向石墨 丁 偏向Mg ①装置丙中铝为 极，电极反应式为 。 ②由实验可知，相对活泼的金属作正极还是负极的影响因素有 (写出1点即可)。 (4)下图是该小组同学组装的原电池装置，下列关于该电池工作原理的说法正确的是___________。 A．铁环作负极，发生还原反应 B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向铜线 C．电池工作时，铁环变细铜线变粗 D．电池工作结束后柠檬的酸性变强 【答案】(1) a 热能 (2)乙、丙 (3) 负 Al-3e-=Al3+ 金属本身的还原性或电解质溶液成分 (4)B 【详解】（1）由图可知，左图中红墨水左高右低，说明硝酸铵与十水碳酸钠的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，故选a；能量转化形式是热能转化为化学能。 （2）由图可知，甲装置中，金属性强于铝的镁电极为原电池的负极，总反应为Mg+2H+=Mg2++H2↑，乙、丙装置中，铝电极为原电池的负极，电池总反应为2Al+6H+=2Al3++3H2↑，丁装置中能与氢氧化钠溶液反应的铝电极为原电池的负极，电池总反应为2Al+2OH—+6H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑，故选乙、丙； （3）①装置丙中，铝电极为原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子，电极反应式为Al-3e-=Al3+，故答案为：负；Al-3e-=Al3+； ②由实验可知，相对活泼的金属作正极还是负极与金属本身的还原性、电解质溶液成分有关，故答案为：金属本身的还原性或电解质溶液成分； （4）由图可知，铁、铜在柠檬酸中构成原电池，金属性强于铜的铁为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，溶液中氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电子从铁环经LED灯流向铜线； A．由分析可知，金属性强于铜的铁为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故错误； B．由分析可知，金属性强于铜的铁为原电池的负极，铜为正极，电子从铁环经LED灯流向铜线，故正确； C．由分析可知，铜为正极，溶液中氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则铜线的质量没有变化，故错误； D．由分析可知，铜为正极，溶液中氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则电池工作结束后柠檬的酸性变弱，故错误； 故选B。 9．(23-24高一下·安徽亳州·期末)煤干馏获得的出炉煤气中含有、、等多种气体，均为重要的化工原料，可用于合成一系列化工产品。请回答下列问题： (1)已知断裂中的共价键吸收的能量为，断裂中的共价键吸收的能量为，形成键放出的能量为，则由和生成的能量变化为 ，下图能正确表示该反应中能量变化的是 (填“A”或“B”)。 (2)通过反应可制得富氢水煤气。一定温度下，在体积为恒容密闭容器中，充入和，发生如上反应，测得的物质的量随时间变化如表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 2.0 1.2 0.8 0.5 0.5 ①下列措施能够加快该反应速率的是 (填标号)。 A．使用催化剂    B．降低温度    C．及时分离水 ②能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．                B．混合气体的密度保持不变 C．容器内气体的压强保持不变       D．单位时间内生成，同时消耗 ③4min时，的物质的量浓度为 。 ④反应达到平衡时，混合气体中的体积分数为 %(结果保留一位小数)。 (3)与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。 电极的电极反应式为 ，若外电路转移电子，则理论上该燃料电池消耗的在标准状况下的体积为 。 【答案】(1) 92 A (2) A C 1.8 16.7 (3) CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+ 11.2 【详解】（1）由题给数据可知，生成2mol氨气时，破坏反应物的共价键需要吸收的热量为946kJ+436 kJ×3=2254kJ，形成生成物的共价键放出的热量为391kJ×6=2346kJ，则反应放出的热量为2346kJ—2254kJ=92kJ，由图可知，图A表示的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，图B表示的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，则能正确表示合成氨反应中能量变化的是图A，故答案为：92；A； （2）①A．使用催化剂，反应的活化能降低，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞次数增大，反应速率加快，故正确； B．降低温度，活化分子的数目和百分数减小，有效碰撞次数减小，反应速率变慢，故错误； C．及时分离水，反应物的浓度减小，单位体积内活化分子的数目减小，有效碰撞次数减小，反应速率变慢，故错误； 故选A； ②A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； C．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．单位时间内生成1mol一氧化碳，同时消耗3mol氢气都代表逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 故选C； ③由表格数据可知，4min时，甲烷的物质的量为0.8mol，则由方程式可知，氢气的浓度为=1.8mol/L，故答案为：1.8； ④由表格数据可知，6min反应达到平衡时，甲烷的物质的量为0.5mol，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，平衡时混合气体中一氧化碳的体积分数为×100%≈16.7%，故答案为：16.7； （3）由电子移动方向可知，通入甲醇的电极c为燃料电池的负极，水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+，通入氧气的电极d为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e—═2H2O，则外电路转移2mol电子时，标准状况下消耗氧气的体积为2mol××22.4L/mol=11.2L，故答案为：CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+；11.2。 10．(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。 Ⅰ．完成下列问题 (1)的反应过程如图所示： 即在一定条件下，断裂中的化学键要吸收的能量，断裂中的化学键要吸收的能量，而形成中的化学键要释放的能量。则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应；生成时，其吸收或放出的热量为 。 (2)某化学反应中，设反应物的总能量为，生成物的总能量为。若，则该反应可用图 (填“A”或“B”)表示，为 (填“吸热”、“放热”)反应。 Ⅱ．回答下列问题 (3)为了验证与的氧化性强弱，如图装置能达到实验目的的是 (填装置序号)，其正极的电极反应式为 ；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过电子时，两个电极的质量差为 。 (4)将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(为多孔碳棒)。实验测得定向移向A电极，则 (填“A”或“B”)处电极入口通氧气。 【答案】(1) 放热 (2) B 吸热 (3) ② 12 (4)B 【详解】（1）由图可知，断裂中的化学键和断裂中的化学键吸收总能量为，而形成中的化学键要释放的能量，故该反应生成要释放，则生成时，其放出的热量为，故答案为：放热；； （2）若反应物的总能量为，生成物的总能量为，且，则该反应为吸热反应，符合能量关系的是图B，故答案为：B；吸热； （3）铁遇到浓硝酸会钝化，不能验证铁和铜的活动性，故①装置不合理。②装置中，铁做负极，电极反应为，碳为正极，正极电极反应为，当转移0.2mol电子时，铁电极溶解0.1mol，碳电极生成0.1molCu，其质量差为5.6g+6.4g=12g，故答案为：②；；12g； （4）定向移向A电极，根据原电池中阴阳离子的移动规律可知，A电极为负极，应该通入甲烷，B电极为正极，应该通入氧气，故答案为：B。 11．(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)一定条件下，红磷在氯气中燃烧的产物有两种(和)，反应过程中的能量变化关系如图所示。回答下列问题： (1)反应的为 。 (2)写出固态红磷在一定量的中燃烧生成气态物质(PCl3)的热化学方程式： 。 (3)红磷在(标准状况)中恰好完全反应生成气态物质时，放出的热量为 。 (4)白磷(P4)在中燃烧有如下转化关系。 其中 (用含和的代数式表示)。 (5)红磷与白磷互为 (填“同位素”或“同素异形体”)，等质量的红磷和白磷分别在氧气中完全燃烧，两者放出的热量 (填“相同”或“不同”)。 【答案】(1)-93kJ/mol (2) (3)70.5 (4) (5) 同素异形体 不同 【详解】（1）由图可知1molPCl3和1molCl2的总能量高于1molPCl5的总能量，该反应是放热反应，反应的=-93kJ/mol； （2）固态红磷在一定量的中燃烧生成气态物质(PCl3)的反应为，由图可知，则热化学方程式：； （3）红磷物质的量为，标准状况物质的量为，由可知0.2mol红磷消耗0.3mol氯气放出61.2kJ能量，剩余0.1mol氯气参与=-93kJ/mol的反应，放出9.3kJ能量，则共放出61.2+9.3=70.5kJ； （4）根据盖斯定律知，△H3=△H1+△H2； （5）红磷与白磷都是由P元素形成的不同单质，互为同素异形体，二者转化时存在能量转化，则等质量的红磷和白磷具有的能量不同，完全燃烧生成P2O5(s)时放出的热量不相同。 12．(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)氢气，二甲醚，乙醇都是极具发展潜力的绿色清洁能源。 Ⅰ．关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法：①电解水法： ②水煤气法：， ③太阳能光催化分解水法： (1)三种方法中最节能的是 (填标号)。 (2)已知拆开1 mol H-H、1 mol O=O和1 mol H-O分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上每3.6 g H2O(g)完全分解，需 (填“放出”或“吸收”)能量 kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是 (填标号)。 A．  B． C．  D． Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)气体是一种可再生绿色新能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。 (3)写出二甲醚一种同分异构体的结构简式： 。 (4)工业上可用水煤气合成二甲醚： ①测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示，则反应开始至平衡时的H2平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)。 ②若该反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述中正确的是 。 A．及时分离出CH3OCH3，可以加快化学反应速率 B．恒容时，充入He增大压强，化学反应速率不变 C．容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度 D．v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，说明该反应已达到平衡状态 Ⅲ．甲醇和乙醇都应用于燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其中甲醇燃料电池的工作原理如下图A所示。 (5)a极的电极反应式为 。 (6)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应②的化学方程式为： 。 【答案】(1)③ (2) 吸收 48.2 C (3)CH3CH2OH (4) 0.16 BC (5)CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O (6)CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu 【详解】（1）①消耗大量的电能；②在高温下进行，消耗大量的燃料；③直接利用太阳能；综上所述，三种方法中最节能的是③； （2）反应过程中旧键的断裂吸收能量，新键的形成释放能量，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)中断裂化学键吸收能量为Q吸=4×463 kJ=1852 kJ，形成化学键释放的能量为Q放=2×436 kJ+1×498 kJ=1370 kJ，断裂化学键吸收能量大于形成化学键释放的能量，因此该反应发生会吸收热量，吸收能量Q=4×463 kJ -2×436 kJ -1×498 kJ=+482 kJ， 2 mol H2O分解反应产生H2、O2的过程会吸收热量482 kJ。3.6 gH2O的物质的量n(H2O)==0.2 mol，则需吸收热量为：×482 kJ=48.2 kJ； 2H2O(g)→4H(g)+2O(g)是断裂化学键，吸收能量；即4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2O(g)；4H(g)+2O(g)→2H2(g)+O2(g)是形成化学键，会放出热量，4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2(g)+O2(g)的总能量，且2H2(g)+O2(g)的总能量大于2H2O(g)的总能量，故能够反应该反应过程中的能量变化图示为C； （3）同分异构体是分子式相同，结构不同的有机化合物，则二甲醚CH3OCH3的同分异构体为CH3CH2OH； （4）①根据图示可知：从反应开始至平衡时CH3OCH3的浓度增大了0.2 mol/L，根据反应方程式中中物质反应转化关系可知：反应会同时反应消耗H2的浓度是△c(H2)=4×0.2 mol/L=0.8 mol/L，反应时间是5 min，则用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.16 mol/(L·min)； ②若该反应在恒容密闭容器中进行。 A．及时分离出CH3OCH3，生成物浓度瞬时减小，正反应速率瞬时不变，后来化学反应速率会逐渐减小，A错误； B．恒容时，充入He增大压强，由于不能改变反应混合物中任何物质的浓度，因此化学反应速率不变，B正确； C．反应在恒温恒容密闭容器中进行，容器的容积不变；反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度，即反应达到平衡状态，C正确； D．在任何时刻都存在化学反应速率关系：v正(CH3OCH3)=v正(H2O)，若v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，则v正(CH3OCH3)=v正(H2O)=4v逆(H2O)，由于正反应速率大于逆反应速率，因此化学反应正向进行，该反应未达到平衡状态，D错误； 故合理选项是BC； （5）根据原电池工作原理通入CH3OH的电极为负极，负极发生失去电子的氧化反应；通入O2的电极为正极，正极上发生得到电子的还原反应。溶液中阴离子移向负极；根据图示可知：O2-从b极移向a极；即b极为正极，a极为负极；正极反应式为O2+4e- =2O2-；a电极是负极，负极的反应式为：CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O； （6）乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应分步进行，反应①发生反应：2Cu+O22CuO；反应②的化学方程式为：CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu。总反应方程式为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。 13．(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)铝是一种重要的金属材料和化工原料，某些含铝化合物是有机合成的重要催化剂。回答下列问题： (1)工业上冶炼金属铝的原料是，该冶炼反应的化学方程式是 ；下列金属的冶炼方法与上述金属铝的冶炼方法相似的是 (填标号)。 a．    b．NaCl→Na    c．    d．CuO→Cu (2)沸石(含铝化合物)作为催化剂可促进甲烷、水蒸气合成甲醇：，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的甲烷、水蒸气混合气，在沸石催化剂和一定条件下发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．体系中混合气体的密度不变 b．体系中混合气体的平均摩尔质量不变 c．反应速率 d．体系中混合气体的压强不变 (3)某同学在实验室中探究Al作为原电池电极的作用，实验设计及操作、现象如下(图示中电流表的M极为除Al之外的另外一个金属电极)： 实验序号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Al、Mg 稀盐酸 向右偏转 2 Al、Cu 稀盐酸 向左偏转 3 Al、Zn 浓硝酸 向右偏转 4 Al、Mg NaOH溶液 向左偏转 ①实验1中，负极反应式为 。 ②实验2中，Al电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 ③实验3中，外电路中电子的移动方向：沿导线从 (填“Al移向Zn”或“Zn移向Al”)。 ④实验4中，Al电极反应式为 。 【答案】(1) b (2)c (3) 负极 Zn移向Al 【详解】（1）Al为活泼金属，工业上采用电解熔融冶炼Al，化学方程式是；，只需加热分解即可，、均需加入还原剂(如焦炭、)，在加热条件下才能得到金属单质，Na为活泼金属，需通过电解熔融NaCl得到Na，b项符合题意，故答案为：b； （2）甲烷、水蒸气合成甲醇：，该反应为气态分子数不变的反应，且在恒温恒容密闭容器中进行。 a．体系中混合气体的密度，由于气体质量不变、体积不变，所以任意时刻密度为定值，体系中混合气体的密度不变，该反应不一定达到平衡状态，故a错误； b．体系中混合气体气体质量不变、n不变，所以任意时刻平均摩尔质量为定值，体系中混合气体的平均摩尔质量不变，该反应不一定达到平衡状态，故b错误； c．任意时刻，当反应速率说明，该反应达到平衡状态，故c正确； d．该反应为气态分子数不变的反应，在恒温恒容密闭容器中进行，体系中混合气体的压强始终不变，所以体系中混合气体的压强不变，该反应不一定达到平衡状态，故d错误； 故答案为：c； （3）①实验1中，Mg比Al活泼，负极为Mg失电子，电极反应式为； ②实验2中，Al比Cu活泼，Al失电子，是电池负极； ③实验3中，Al在浓硝酸中钝化，表面的氧化膜阻止了Al与浓硝酸进一步反应，故负极为Zn，则电子从Zn移向Al； ④实验4中，Al与NaOH溶液反应，负极为Al，Al电极反应式为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$