专题02 化学反应与能量变化（云南专用）-【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 放热反应和吸热反应的判断 考向2 化学反应中能量变化的原因 考向3 原电池的构成和形成条件 考向4 原电池的工作原理与应用 考向1 放热反应和吸热反应的判断 1．（22-23高一下·云南·期末）化学反应伴随有能量的变化。下列反应的能量变化与下图所示不符合的是 A．镁条与盐酸反应 B．木炭在氧气中燃烧 C．氢气和氯气的化合 D．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 【答案】D 【分析】下图所示总能量降低，所以为放热反应，据此作答。 【解析】A．镁条与盐酸反应是金属单质与酸的置换反应，为放热反应，故A不符合题意； B．木炭在氧气中燃烧为放热反应，故B不符合题意； C．氢气和氯气的化合为放热反应，故C不符合题意； D．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应，需要吸收热量，为吸热反应，故D符合题意； 答案选D。 2．（22-23高一下·云南昭通·期末）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．灼热的碳与的反应 B．与的反应 C．与盐酸的反应 D．镁条与稀盐酸的反应 【答案】A 【解析】A．灼热的碳与的反应是吸热反应，反应中碳元素化合价发生变化，也是氧化还原反应，A正确； B．与的反应为吸热反应，但反应中各元素化合价均不变，不是氧化还原反应，B错误； C．与盐酸的反应中各元素化合价均不变，为非氧化还原反应，C错误； D．镁条与稀盐酸的反应为氧化还原反应，是放热反应，D错误； 答案选A。 3．（22-23高一下·云南玉溪·期末）根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是    A．该反应是吸热反应 B．该反应一定需要加热才能发生 C．该反应可能是碳酸钙的分解反应 D．该反应不可能是铝与氢氧化钠溶液的反应 【答案】B 【解析】A．图像分析反应物能量低于生成物,根据能量守恒,反应是吸热反应,A正确； B．吸热反应在常温下也能发生，比如氢氧化钡晶体和氯化铵反应就是常温下进行的吸热反应，B错误； C．碳酸钙的分解反应为吸热反应，C正确； D．铝与氧化铁的反应为放热反应，一定不是吸热反应，D正确； 故选B。 4．（23-24高一下·云南红河·期末）化学键是高中化学中非常重要的一个概念，它与物质变化过程中的能量变化息息相关，下列说法正确的是： ①化学键是存在于相邻原子间的强烈相互作用    ②是离子化合物    ③中既存在离子键又存在共价键    ④速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂，干冰升华过程中破坏了共价键    ⑤物理变化也可以有化学键的破坏    ⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成，所以一定伴随能量的变化    ⑦吸热反应一定需要加热 A．①③⑤⑥ B．③④⑤⑥ C．①②③⑤ D．③⑤⑥⑦ 【答案】A 【解析】①化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用，这种相互作用既包括吸引力也包括排斥力，故正确； ②在熔融状态下不能导电，是共价化合物，故错误； ③中铵根与氯离子存在离子键，铵根内N与H存在共价键，故既存在离子键又存在共价键，故正确； ④干冰升华过程中破坏了分子间作用力，没有破坏共价键，故错误； ⑤NaCl在溶液发生电离，离子键被破坏，属于物理变化，故正确； ⑥化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程，化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，因此化学变化一定伴随能量的变化，故正确； ⑦反应放热吸热与反应条件无关，如Ba(OH)2⋅8H2O和NH4Cl的反应属于吸热反应，但是不需要加热就可发生，故错误； 综上，正确的有①③⑤⑥； 答案选A。 5．（21-22高一下·云南昆明·期末）如图为等物质的量的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的微观示意图。下列说法正确的是 A．a＞b B．过程Ⅰ放出热量，过程Ⅱ吸收热量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．该反应过程中断裂与形成的化学键均为极性键 【答案】C 【解析】A．氢气和氯气的反应为化合反应，为放热反应，故a<b，A错误； B．过程Ⅰ断裂化学键，吸收热量，过程Ⅱ形成化学键，放出热量，B错误； C．该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确； D．该反应过程中断裂的化学键为非极性键，D错误； 故选C。 6．（21-22高一下·云南·期末）下列关于能量的叙述错误是 A．图是HCl和NaOH的反应能量变化图 B．石墨转化为金刚石是吸热反应，则石墨比金刚石不稳定 C．化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成 D．原电池是一种将化学能转化为电能的装置 【答案】B 【解析】A．根据图象可知反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，中和反应是放热反应，因此该图可表示HCl和NaOH的反应能量变化图，A正确； B．石墨转化为金刚石是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，B错误； C．断键吸热，形成化学键放热，因此化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成，C正确； D．原电池是一种将化学能转化为电能的装置，发生原电池反应时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D正确； 答案选B。 7．（23-24高一下·云南玉溪·期末）化学反应的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量 C．2molHCl(g)的总能量低于1mol和1mol的总能量 D．该反应是吸热反应 【答案】C 【解析】A．过程1是断键的过程，吸收能量，故A错误； B．过程2是成键过程，释放能量，故B错误； C．由图可知，2molHCl(g)的总能量低于1mol和1mol的总能量，故C正确； D．由图可知，该反应是放热反应，故D错误； 答案选C。 考向3 原电池的构成和形成条件 8．（23-24高一下·云南普洱·期末）已知反应：为一自发进行的氧化还原反应。某同学设计了下列四组原电池装置来实现上述反应，其中可行的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】根据反应：可知，铜失电子，因为作为负极，银离子得电子生成银单质，作为正极反应物，再有原电池的构成条件包括：①两个活泼性不同的电极，其中一个较活泼的电极作为负极，发生氧化反应；另一个较不活泼的电极作为正极，发生还原反应；②电解质溶液：电解质溶液为电极提供离子，使得电子可以在外电路中流动，从而产生电流；③闭合回路：通过导线连接两个电极，形成闭合电路，允许电子从负极流向正极，这是电流产生的基本条件；④能自发的氧化还原反应，据此作答。 【解析】A．由于金属性Fe强于Cu，则铁作负极，A项错误； B．B中装置可以实现上述反应，B项正确； C．C中锌比铜活泼，锌作负极，C项错误； D．D中两个电极都是铜电极，无法构成原电池，D项错误； 故答案选B。 9．（22-23高二上·云南楚雄·期末）下列装置中，能形成原电池的是 A B C D 【答案】D 【解析】A．无水乙醇是非电解质，不能形成原电池，故A错误； B．蔗糖为非电解质，不能形成原电池，故B错误； C．Fe、Al未用导线连接，未形成闭合回路，不能形成原电池，故C错误； D．Fe、C用导线连接，稀硫酸是电解质溶液，构成闭合电路，形成原电池，故选D正确； 故选D。 考向4 原电池的工作原理与应用 10．（23-24高一下·云南玉溪·期末）某化学兴趣小组设计了用化学电源使LED灯发光的装置(如图所示)。下列关于该装置的说法错误的是 A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B．氢离子在石墨表面被还原，产生气泡 C．负极的电极反应式为： D．外电路中电子由铁经导线流向石墨 【答案】C 【分析】铁比石墨活泼，形成原电池反应时，铁为负极，石墨为正极，正极发生还原反应生成氢气，以此解答该题。 【解析】A．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故A正确； B．石墨为正极，氢离子在石墨表面被还原，产生氢气，故B正确； C．极的电极反应式为：，故C错误； D．外电路中电子由负极流向正极，即由铁经导线流向石墨，故D正确； 答案选C。 11．（23-24高一下·云南曲靖·期末）某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有产生 B．a和b用导线连接时，电子由铁片经电解质溶液流向铜片 C．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为 D．a和b用导线连接时，铁会溶解，溶液中向铜片定向移动 【答案】C 【解析】A．a和b不连接时，铁片与铜离子发生置换反应，铁片表面有铜生成，A错误； B．a和b用导线连接时构成原电池装置，铁为负极，铜为正极，电子由铁流出经导线流向铜片，B错误； C．a和b用导线连接时构成原电池装置，铁为负极，铜为正极，正极的反应为：铜离子得电子生成铜单质，C正确； D．a和b用导线连接时，铁为负极，铜为正极，铁会溶解，溶液中向铁片定向移动，D错误； 故选C。 12．（21-22高一上·云南·期末）原电池是化学电源的雏形。关于图所示原电池的说法正确的是    A．能将电能转化为化学能 B．锌片为负极，发生还原反应 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．铜片上发生的反应为 【答案】D 【解析】A．该装置为原电池，能将化学能转化为电能，故A错误；     B．锌失电子发生氧化反应，锌片为负极，故B错误； C．锌失电子发生氧化反应，锌片为负极、Cu为正极，电子从锌片经导线流向铜片，故C错误； D．铜片上氢离子得电子生成氢气，发生的反应为，故D正确； 选D。 1．（23-24高一下·云南德宏·期末）甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图所示。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．反应过程中，甲醛的键都断裂 C．化学反应方程式为 D．用作示踪实验，发现HAP中不含原子 【答案】D 【解析】A．由能量—历程关系图可知，反应物能量高于生成物，该反应为放热反应，故A正确； B．由图可知，甲醛和氧气反应生成二氧化碳和水，反应过程中甲醛的碳氢键断裂，故B正确； C．由能量—历程关系图可知，甲醛与O2应，生成水和二氧化碳，化学反应方程式为，故C正确； D．由能量—历程关系图可知，形成了碳氧键，用作示踪实验，HAP中含有17O原子，故D错误； 答案选D。 2．（23-24高一下·云南大理·期末）催化还原(反应放热)的机理示意图如图。下列说法正确的是 A．是电解质 B．①②过程中，有极性键的断裂与形成 C．该过程中，每生成的，转移的电子数为 D．和的总能量低于和的总能量 【答案】B 【解析】A．为非电解质，A错误； B．①②过程中，有C-O键的断裂与形成，故有极性键的断裂与形成，B正确； C．没有指明在标准状况下，的不为1mol，无法及时转移的电子数，C错误； D．由于催化还原为反应放热，故和的总能量高于和的总能量，D错误； 故选B。 3．（23-24高一下·云南大理·期末）下列反应过程中的能量变化与如图相符的是 A．硫酸和氢氧化钡溶液反应 B．灼热的炭和二氧化碳反应 C．镁条溶于盐酸 D．氢气在氯气中燃烧 【答案】B 【分析】由能量变化图可知，该反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，据此回答。 【解析】A．硫酸和氢氧化钡溶液的反应为酸碱中和反应，为放热反应，A错误； B．灼热的炭与二氧化碳反应是一个吸热反应，B正确； C．镁条溶于盐酸为活泼金属与酸反应，为放热反应，C错误； D．氢气在氯气中燃烧为放热反应，D错误； 故选B。 4．（23-24高一下·云南大理·期末）关于反应，下列说法正确的是 A．生成，转移电子 B．是氧化产物 C．既是氧化剂又是还原剂 D．若设计成原电池，为负极产物 【答案】D 【分析】反应中，锌失去电子化合价升高为还原剂、过氧化氢中氧得到电子化合价降低为氧化剂，电子转移为计量关系为； 【解析】A．由分析可知，生成，转移2mol电子，A错误； B．锌失去电子化合价升高为还原剂，B错误； C．过氧化氢中氧得到电子化合价降低为氧化剂，C错误； D．锌失去电子，则为负极，得到锌离子为负极产物，D正确； 故选D。 5．（23-24高一下·云南昆明·期末）银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法错误的是 A．锌为负极发生氧化反应 B．OH-由氧化银正极移向锌负极 C．电子的移动方向：负极→用电器→正极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O 【答案】D 【分析】Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2反应，Ag2O发生还原反应生成Ag，Ag2O作正极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2，Zn作负极。 【解析】A．根据总反应式，锌发生氧化反应，锌为负极，故A正确； B．原电池中阴离子移向负极，OH-由氧化银正极移向锌负极，故B正确； C．原电池中电子由负极经导线流入正极，电子的移动方向：负极→用电器→正极，故C正确； D．正极发生还原反应，氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H2O=2Ag+2OH-，故D错误； 选D。 6．（23-24高一下·云南楚雄·期末）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法错误的是 A．通入氧气的一极为正极，发生还原反应 B．H⁺通过质子交换膜向电极b移动 C．电极总反应式为 D．电子由电极a经过负载移向电极b，再经过溶液移回电极a 【答案】D 【分析】根据图示可知，此装置为原电池，a电极通入NO、生成HNO3，发生氧化反应，为负极，电极反应为：NO-3e-+2H2O= +4H+，b电极通入O2，为正极，发生还原反应：O2+4e-+4H+=2H2O，原电池总反应为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，氢离子通过质子交换膜从左侧电极区移向右侧电极区，据此分析。 【解析】A．由分析可知，b电极通入O2，为正极，发生还原反应，故A正确； B．氢离子通过质子交换膜从左侧电极区移向右侧电极区，故B正确； C．由分析可知，电极总反应式为，故C正确； D．电子不能在溶液中传递，故D错误； 答案选D。 7．（23-24高一下·云南昭通·期末）工业上，合成氨反应的微观历程如图所示。用、、分别表示，下列说法正确的是 A．①→②催化剂在吸附时，形成新的化学键 B．②→③形成N原子和H原子是吸热过程 C．工业上，通过加催化剂可将和全部化合成氨气 D．分子中均含有非极性键 【答案】B 【解析】A．由图中可以知道，①→②催化剂在吸附时，没有形成新的化学键，A错误； B．由图中可以知道，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到N原子和H原子，断裂旧的化学键需要吸收能量，B正确； C．该反应为可逆反应，可逆反应有一定反应限度，反应物不可能全部转化为生成物，所以①→⑤和不可能全部化合成氨气，C错误； D．分子中只含有极性键，D错误； 答案选B。 8．（23-24高一下·云南保山·期末）由、、、四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是 装置 现象 金属不断溶解 的质量增加 上有气体产生 A．装置甲中电极上发生氧化反应 B．装置乙中电极上的反应式为 C．装置丙中电流由流向 D．四种金属的活动性强弱顺序为 【答案】D 【解析】A．甲装置中金属W不断溶解，说明W失电子发生氧化反应生成金属阳离子，则W作负极，A正确； B．装置乙中Y的质量增加，可知铜离子在Y极得电子生成Cu单质，电极反应为：，B正确； C．装置丙中W上有气体产生，则W电极上发生反应：，W作正极，Z作负极，原电池中电流由正极流向负极，即由W流向Z，C正确； D．原电池中负极金属比正极活泼，甲中W为负极，X为正极，则W>X；乙中X作负极，Y作正极，则X>Y，丙中Z作负极，W作正极，则Z>W，四种金属的活动性强弱顺序为，D错误； 故选D。 9．（23-24高一下·云南曲靖·期末）某同学依据锌与稀硫酸的反应设计成如图Ⅰ的装置；该反应的能量变化如图Ⅱ。下列说法不正确的是 A．运用该反应设计电池，负极为锌 B．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成 C．该反应为放热反应 D．图Ⅰ装置可以将化学能转变为电能 【答案】D 【解析】A．锌比铜活泼，运用该反应设计电池，负极为锌，A正确； B．化学键的断裂与生成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确； C．反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，C正确； D．图Ⅰ装置没有构成闭合回路，不能将化学能转变为电能，D错误； 故选D。 10．（23-24高一下·云南昭通·期末）银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：，下图是其工作示意图。下列说法正确的是 A．Zn电极是电源的正极 B．电极是发生氧化反应 C．电池工作时，电子从Zn电极经导线流向电极，再出电极经电解质溶液流向Zn电极 D．Zn电极上发生的反应： 【答案】D 【分析】总反应知，Zn失电子被氧化为，故Zn电极为负极，由于电解质溶液显碱性，故Zn失电子生成的会结合生成沉淀，对应电极反应为，得电子被还原为Ag，故电极为正极，由总反应减去负极反应，得正极反应为。 【解析】A．由分析知，Zn作负极，发生氧化反应，A错误； B．由分析知，电极为正极，发生还原反应，B错误； C．电池工作时，负极Zn失去电子，电子经导线流向正极，被得到转化为Ag，电子不会进入电解质溶液，C错误； D．由分析知，Zn电极反应为，D正确； 答案选D。 11．（22-23高一下·云南昭通·期末）某燃料电池装置如图所示，则有关该电池的说法不正确的是 A．根据电子移动方向，可知电极a为电池的负极 B．b极发生的电极反应： C．该电池的总反应可表示为 D．溶液中由b极向a极移动 【答案】B 【解析】A．电子流出的为负极，流入的为正极，则电极a为电池的负极，A正确； B．b极为正极，发生还原反应，电解质为碱性，则电极反应：，B错误； C．该电池为燃料电池，总反应为，C正确； D．原电池中离子的移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH-由b极移向a极，D正确； 故选B。 12．（22-23高一下·云南玉溪·期末）氢气和氧气发生反应的过程用如图所示模型表示，(“-”表示化学键)，下列说法错误的是    A．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 B．过程Ⅰ是吸热过程 C．过程Ⅲ一定是放热过程 D．a的总能量大于d的总能量 【答案】A 【解析】A．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不一定只能以热能的形式进行，A错误； B．过程Ⅰ分子中的化学键断裂形成原子，属于吸热过程，B正确； C．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，C正确； D．氢气燃烧放热，则a的总能量大于d的总能量，D正确； 故选A。 13．（23-24高一下·云南大理·期末）Ⅰ．N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图1所示。 （1）说明每生成1molNH3(g) (填“吸收”或“放出”)的能量是 kJ。 Ⅱ．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用表示。请认真观察图2，然后回答问题。 （2）图中所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）已知断开1mol H-H、1mol I-I、1mol H-I分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299kJ，则由1 mol氢气和1 mol碘反应生成HI会 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量；在化学反应过程中，是将 转化为 。 （4）下列反应中，属于放热反应的是 (填序号，下同)，属于吸热反应的是 。 ①物质燃烧；②炸药爆炸；③酸碱中和反应；④二氧化碳通过炽热的碳；⑤食物因氧化而腐败；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；⑦铁粉与稀盐酸反应 【答案】（1）放出 46 （2）放热 （3）放出 11 化学能 热能 （4）①②③⑤⑦ ④⑥ 【解析】（1）由图可知，合成氨反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应生成生成1mol氨气放出的热量为(600—508)kJ/mol×1mol×=46kJ，故答案为：放出；46； （2）由图可知，所示反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故答案为：放热； （3）由题给数据可知，1 mol氢气和1 mol碘反应生成碘化氢时，破坏共价键吸收的能量为436 kJ+151 kJ=587 kJ，形成共价键放出的能量为299kJ×2=598kJ，则反应放出的热量为598kJ—587 kJ=11kJ，则该反应是化学能转化为热能的过程，故答案为：放出；11；化学能；热能； （4）①物质燃烧是放出热量的放热反应； ②炸药爆炸是放出热量的放热反应； ③酸碱中和反应是放出热量的放热反应； ④二氧化碳通过炽热的碳是吸收热量的吸热反应； ⑤食物因氧化而腐败是放出热量的放热反应； ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸收热量的吸热反应； ⑦铁粉与稀盐酸反应是放出热量的放热反应； 则属于放热反应的是①②③⑤⑦、属于吸热反应的是④⑥，故答案为：①②③⑤⑦；④⑥。 14．（22-23高一下·云南昭通·期末）化学变化过程中均存在物质变化与能量变化。 （1）某化学兴趣小组进行如图所示实验装置，以验证此结论。    请回答下列问题： ①进行实验时，装置a中溶液变色，装置b中能闻到 ；装置a中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”，下同)；装置b中温度计中水银液面变化是 。 ②下列化学反应中的能量变化关系与图c相符合的是 。 A．     B．天然气的燃烧 C．     D． （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的能量变化如图所示，若反应生成2 mol NO气体(选“吸收”或“放出”) kJ热量，该反应的反应物的总能量 (填“大于”、“等于”或“小于”)生成物的总能量。    （3）有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入2 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。    ①甲池中，镁片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②乙池中铝片为 极，写出铝电极的电极反应式： 。 【答案】（1）刺激性气味 升高 降低 D （2）吸收180 kJ 小于 （3）氧化 负极 Al-3e-+4OH-=+2H2O 【解析】（1）①在装置a中，Fe与稀硫酸发生置换反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，H2SO4溶液为无色，反应后变为FeSO4浅绿色溶液，反应放出热量，使溶液温度升高，因此温度计示数增大，装置a中温度计中水银液面变化是升高；对于装置b，NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O混合研磨，发生复分解反应，产生BaCl2、NH3·H2O，NH3·H2O 部分分解产生NH3、H2O。反应产生NH3是由刺激性气味的气体，因此会闻到由刺激性气味的气体产生；该反应是吸热反应，反应后混合物的温度降低，故会看到温度计的示数下降； ②根据图c可知：反应物的总能量比生成物的总能量低，故该反应表示的是吸热反应。 A．H2与Cl2光照反应产生HCl的反应为放热反应，A不符合题意； B．天然气的燃烧反应为放热反应，B不符合题意； C．该反应是铝热反应，反应发生放出热量，因此属于放热反应，C不符合题意； D．C与H2O蒸气在高温下反应产生CO、H2，该反应属于吸热反应，D符合题意； 故合理选项是D。 （2）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差。根据图示的N2、O2、NO三种物质的化学键的键能大小，可知反应热△H=(946 kJ/mol+498 kJ/mol)-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol，说明断键吸收的总能量大于成键释放的总能量的差，故该反应发生时吸收能量，反应属于吸热反应，说明该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量。若反应产生2 mol NO，则会吸收180 kJ的热量。 （3）①在甲装置中，Mg、Al都是比较活泼的金属，二者都可以与硫酸在溶液发生反应。由于金属活动性：Mg＞Al，所以Mg为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+； ②在乙装置中，由于Al能够与NaOH溶液反应，而活动性强的Mg不能与NaOH溶液反应，所以活动性强的Mg为正极，Al为负极。在负极上，Al失去电子形成的Al3+与溶液中的OH-反应产生、H2O，故负极铝电极的电极反应式为：Al-3e-+4OH-=+2H2O。 15．（22-23高一下·云南保山·期末）Ⅰ．给你提供纯锌、纯铜片和500mL0.2mol·L-1的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。    （1）如图所示，装置气密性良好，且1000mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要 。 （2）a电极材料为 ；b电极材料为 ，b电极反应式为 。 （3）当量筒中收集672mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为 。 Ⅱ．某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-=2H2O B极：O2+4e-=2O2- （4）则A极是电池的 极；电子从该极 (填“流入”或“流出”)。 【答案】（1）用导线把a、b两电极连接起来 （2）纯锌片 纯铜片 2H++2e-=H2↑ （3）0.06 mol （4）负 流出 【解析】（1）若用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量，可以用导线把a、b两电极连接起来构成原电池，通过测量产生的氢气的体积来计算。 （2）由于在正极上发生还原反应产生氢气来收集测量，所以a电极是负极，发生氧化反应，电极材料是纯锌，该电极的反应式为Zn-2e－=Zn2＋；b电极是正极，电极材料是铜片，电极反应式为2H＋+2e-=H2↑； （3）当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，氢气的物质的量是0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，所以通过导线的电子的物质的量为0.03mol×2=0.06mol。 （4）A电极发生反应2H2+2O2--4e-=2H2O，失去电子，发生氧化反应，为负极，电子从负极流向正极。 16．（22-23高一下·云南西双版纳·期末）工业合成氨的反应N2＋3H2=2NH3的能量变化如下图所示，请回答有关问题：    （1）合成1 mol NH3(l) (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。 （2）已知：拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。则上图中的a= kJ；1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为 kJ。 （3）推测反应2NH3(l)=N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g)=N2(g)＋3H2(g) (填“吸收”或“放出”)的热量 (填“多”或“少”)。 【答案】（1）放出 b＋c-a （2）1127 92 （3）吸收 多 【解析】（1）由图可知，生成物总能量低于反应物总能量，反应为放热反应，合成1 mol NH3(l) 放出(b＋c-a)kJ的热量。 （2）已知：拆开1 mol H—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、946 kJ。则上图中的；反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，则 ，则1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为92kJ。 （3）液态氨转化为气态氨需要吸收热量，则反应2NH3(l)=N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g)=N2(g)＋3H2(g)吸收的热量多。 17．（21-22高一下·云南红河·期末）从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：CH4+2O2=2H2O+CO2。 （1）下图能正确表示该反应中能量变化的是 。 （2）酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2 = 2H2O+CO2。其中，负极的电极反应式为 ；正极发生 反应(填“氧化”或“还原”)。电路中每转移0.2 mol电子，标准状况下消耗O2的体积是 L。 （3）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请你利用下列反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是 ，负极材料是 ，电解质溶液是 。 ②正极的电极反应式为 。 【答案】（1）A （2）CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 还原 1.12 L （3）C或Ag或Pt Cu AgNO3 Ag++e-=Ag 【解析】（1）CH4+2O2=2H2O+CO2表示的是甲烷的燃烧反应甲烷燃烧会放出热量，说明反应物总能量比生成物的总能量高。图示中A表示的是反应物总能量比生成物的总能量高，该反应类型是放热反应，B表示的是反应物总能量比生成物的总能量低，该反应类型是吸热反应，故图示A符合题意，合理选项是A； （2）在甲烷燃料电池中，通入燃料CH4的电极为负极，CH4失去电子，发生氧化反应变为CO2气体，则负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+； 通入O2的电极为正极，正极上O2得到电子，发生还原反应，O2被还原产生H2O，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O。根据电极反应式可知：每有1 mol O2发生反应，转移4 mol电子，当电路中每转移0.2 mol电子时，反应消耗O2的物质的量为n(O2)=，其在标准状况下体积是V(O2)=0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L； （3）①对于反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，金属Cu失去电子，被氧化发生氧化反应，氧化产生Cu2+，所以Cu为负极材料；正极材料是导电性比Cu弱的非金属石墨或金属电极Ag、Pt等物质，含有Ag+的电解质溶液AgNO3溶液为电解质溶液； ②在正极上溶液中的Ag+得到电子被还原为单质Ag，则正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag。 18．（22-23高一下·云南文山·期末）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 （1）铅蓄电池在放电时发生的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。负极的电极反应式为 。 （2）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生反应：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。 （3）燃料电池是一种高效、安全环保的供电装置，以甲醇作燃料的电池，如下图所示：    ①负极反应物是 ，H＋从 (填“a”或“b”，下同)极移动到 极。 ②正极反应式为 。 【答案】（1）Pb-2e-＋=PbSO4 （2）Cu 6.4 （3）CH3OH b a O2＋4e-＋4H＋=2H2O 【解析】（1）铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，依据总电池反应，反应中Pb元素化合价升高，在负极失电子发生氧化反应，其电极反应为：Pb-2e-＋=PbSO4。 （2）将反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池时，Cu作负极，石墨（或Ag或Pt）作正极，FeCl3溶液作电解质溶液，正极上Fe3+发生得电子的还原反应，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，则转移0.2mol电子时，参与反应的铜的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×64g/mol=6.4g。 （3）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，溶液阳离子从负极流向正极；在正极上是氧气得电子的还原反应。 ①燃料电池中，通入燃料的电极b是负极，溶液阳离子从负极流向正极，负极反应物是CH3OH，H+从b极移动到a极； ②在正极上是氧气得电子的还原反应，酸性环境下，电极反应为：O2+4e-+4H+═2H2O。 / 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 放热反应和吸热反应的判断 考向2 化学反应中能量变化的原因 考向3 原电池的构成和形成条件 考向4 原电池的工作原理与应用 考向1 放热反应和吸热反应的判断 1．（22-23高一下·云南·期末）化学反应伴随有能量的变化。下列反应的能量变化与下图所示不符合的是 A．镁条与盐酸反应 B．木炭在氧气中燃烧 C．氢气和氯气的化合 D．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 2．（22-23高一下·云南昭通·期末）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．灼热的碳与的反应 B．与的反应 C．与盐酸的反应 D．镁条与稀盐酸的反应 3．（22-23高一下·云南玉溪·期末）根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是    A．该反应是吸热反应 B．该反应一定需要加热才能发生 C．该反应可能是碳酸钙的分解反应 D．该反应不可能是铝与氢氧化钠溶液的反应 4．（23-24高一下·云南红河·期末）化学键是高中化学中非常重要的一个概念，它与物质变化过程中的能量变化息息相关，下列说法正确的是： ①化学键是存在于相邻原子间的强烈相互作用    ②是离子化合物    ③中既存在离子键又存在共价键    ④速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂，干冰升华过程中破坏了共价键    ⑤物理变化也可以有化学键的破坏    ⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成，所以一定伴随能量的变化    ⑦吸热反应一定需要加热 A．①③⑤⑥ B．③④⑤⑥ C．①②③⑤ D．③⑤⑥⑦ 5．（21-22高一下·云南昆明·期末）如图为等物质的量的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的微观示意图。下列说法正确的是 A．a＞b B．过程Ⅰ放出热量，过程Ⅱ吸收热量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．该反应过程中断裂与形成的化学键均为极性键 6．（21-22高一下·云南·期末）下列关于能量的叙述错误是 A．图是HCl和NaOH的反应能量变化图 B．石墨转化为金刚石是吸热反应，则石墨比金刚石不稳定 C．化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成 D．原电池是一种将化学能转化为电能的装置 7．（23-24高一下·云南玉溪·期末）化学反应的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量 C．2molHCl(g)的总能量低于1mol和1mol的总能量 D．该反应是吸热反应 考向3 原电池的构成和形成条件 8．（23-24高一下·云南普洱·期末）已知反应：为一自发进行的氧化还原反应。某同学设计了下列四组原电池装置来实现上述反应，其中可行的是 A． B． C． D． 9．（22-23高二上·云南楚雄·期末）下列装置中，能形成原电池的是 A B C D 考向4 原电池的工作原理与应用 10．（23-24高一下·云南玉溪·期末）某化学兴趣小组设计了用化学电源使LED灯发光的装置(如图所示)。下列关于该装置的说法错误的是 A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B．氢离子在石墨表面被还原，产生气泡 C．负极的电极反应式为： D．外电路中电子由铁经导线流向石墨 11．（23-24高一下·云南曲靖·期末）某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有产生 B．a和b用导线连接时，电子由铁片经电解质溶液流向铜片 C．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为 D．a和b用导线连接时，铁会溶解，溶液中向铜片定向移动 12．（21-22高一上·云南·期末）原电池是化学电源的雏形。关于图所示原电池的说法正确的是    A．能将电能转化为化学能 B．锌片为负极，发生还原反应 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．铜片上发生的反应为 1．（23-24高一下·云南德宏·期末）甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图所示。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．反应过程中，甲醛的键都断裂 C．化学反应方程式为 D．用作示踪实验，发现HAP中不含原子 2．（23-24高一下·云南大理·期末）催化还原(反应放热)的机理示意图如图。下列说法正确的是 A．是电解质 B．①②过程中，有极性键的断裂与形成 C．该过程中，每生成的，转移的电子数为 D．和的总能量低于和的总能量 3．（23-24高一下·云南大理·期末）下列反应过程中的能量变化与如图相符的是 A．硫酸和氢氧化钡溶液反应 B．灼热的炭和二氧化碳反应 C．镁条溶于盐酸 D．氢气在氯气中燃烧 4．（23-24高一下·云南大理·期末）关于反应，下列说法正确的是 A．生成，转移电子 B．是氧化产物 C．既是氧化剂又是还原剂 D．若设计成原电池，为负极产物 5．（23-24高一下·云南昆明·期末）银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法错误的是 A．锌为负极发生氧化反应 B．OH-由氧化银正极移向锌负极 C．电子的移动方向：负极→用电器→正极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O 6．（23-24高一下·云南楚雄·期末）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法错误的是 A．通入氧气的一极为正极，发生还原反应 B．H⁺通过质子交换膜向电极b移动 C．电极总反应式为 D．电子由电极a经过负载移向电极b，再经过溶液移回电极a 7．（23-24高一下·云南昭通·期末）工业上，合成氨反应的微观历程如图所示。用、、分别表示，下列说法正确的是 A．①→②催化剂在吸附时，形成新的化学键 B．②→③形成N原子和H原子是吸热过程 C．工业上，通过加催化剂可将和全部化合成氨气 D．分子中均含有非极性键 8．（23-24高一下·云南保山·期末）由、、、四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是 装置 现象 金属不断溶解 的质量增加 上有气体产生 A．装置甲中电极上发生氧化反应 B．装置乙中电极上的反应式为 C．装置丙中电流由流向 D．四种金属的活动性强弱顺序为 9．（23-24高一下·云南曲靖·期末）某同学依据锌与稀硫酸的反应设计成如图Ⅰ的装置；该反应的能量变化如图Ⅱ。下列说法不正确的是 A．运用该反应设计电池，负极为锌 B．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成 C．该反应为放热反应 D．图Ⅰ装置可以将化学能转变为电能 10．（23-24高一下·云南昭通·期末）银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：，下图是其工作示意图。下列说法正确的是 A．Zn电极是电源的正极 B．电极是发生氧化反应 C．电池工作时，电子从Zn电极经导线流向电极，再出电极经电解质溶液流向Zn电极 D．Zn电极上发生的反应： 11．（22-23高一下·云南昭通·期末）某燃料电池装置如图所示，则有关该电池的说法不正确的是 A．根据电子移动方向，可知电极a为电池的负极 B．b极发生的电极反应： C．该电池的总反应可表示为 D．溶液中由b极向a极移动 12．（22-23高一下·云南玉溪·期末）氢气和氧气发生反应的过程用如图所示模型表示，(“-”表示化学键)，下列说法错误的是    A．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 B．过程Ⅰ是吸热过程 C．过程Ⅲ一定是放热过程 D．a的总能量大于d的总能量 13．（23-24高一下·云南大理·期末）Ⅰ．N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图1所示。 （1）说明每生成1molNH3(g) (填“吸收”或“放出”)的能量是 kJ。 Ⅱ．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用表示。请认真观察图2，然后回答问题。 （2）图中所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）已知断开1mol H-H、1mol I-I、1mol H-I分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299kJ，则由1 mol氢气和1 mol碘反应生成HI会 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量；在化学反应过程中，是将 转化为 。 （4）下列反应中，属于放热反应的是 (填序号，下同)，属于吸热反应的是 。 ①物质燃烧；②炸药爆炸；③酸碱中和反应；④二氧化碳通过炽热的碳；⑤食物因氧化而腐败；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；⑦铁粉与稀盐酸反应 14．（22-23高一下·云南昭通·期末）化学变化过程中均存在物质变化与能量变化。 （1）某化学兴趣小组进行如图所示实验装置，以验证此结论。    请回答下列问题： ①进行实验时，装置a中溶液变色，装置b中能闻到 ；装置a中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”，下同)；装置b中温度计中水银液面变化是 。 ②下列化学反应中的能量变化关系与图c相符合的是 。 A．     B．天然气的燃烧 C．     D． （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的能量变化如图所示，若反应生成2 mol NO气体(选“吸收”或“放出”) kJ热量，该反应的反应物的总能量 (填“大于”、“等于”或“小于”)生成物的总能量。    （3）有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入2 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。    ①甲池中，镁片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②乙池中铝片为 极，写出铝电极的电极反应式： 。 15．（22-23高一下·云南保山·期末）Ⅰ．给你提供纯锌、纯铜片和500mL0.2mol·L-1的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。    （1）如图所示，装置气密性良好，且1000mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要 。 （2）a电极材料为 ；b电极材料为 ，b电极反应式为 。 （3）当量筒中收集672mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为 。 Ⅱ．某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-=2H2O B极：O2+4e-=2O2- （4）则A极是电池的 极；电子从该极 (填“流入”或“流出”)。 16．（22-23高一下·云南西双版纳·期末）工业合成氨的反应N2＋3H2=2NH3的能量变化如下图所示，请回答有关问题：    （1）合成1 mol NH3(l) (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。 （2）已知：拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。则上图中的a= kJ；1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为 kJ。 （3）推测反应2NH3(l)=N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g)=N2(g)＋3H2(g) (填“吸收”或“放出”)的热量 (填“多”或“少”)。 17．（21-22高一下·云南红河·期末）从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：CH4+2O2=2H2O+CO2。 （1）下图能正确表示该反应中能量变化的是 。 （2）酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2 = 2H2O+CO2。其中，负极的电极反应式为 ；正极发生 反应(填“氧化”或“还原”)。电路中每转移0.2 mol电子，标准状况下消耗O2的体积是 L。 （3）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请你利用下列反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是 ，负极材料是 ，电解质溶液是 。 ②正极的电极反应式为 。 18．（22-23高一下·云南文山·期末）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 （1）铅蓄电池在放电时发生的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。负极的电极反应式为 。 （2）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生反应：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。 （3）燃料电池是一种高效、安全环保的供电装置，以甲醇作燃料的电池，如下图所示：    ①负极反应物是 ，H＋从 (填“a”或“b”，下同)极移动到 极。 ②正极反应式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$